Développements des outils multiphysiques dédiés à la modélisation des réacteurs RNR-Na et études associées.
Le groupe sodium du DM2S (département du CEA Saclay) développe des outils numériques de couplage afin de réaliser des études de cas accidentels (transitoires rapides). Les domaines physiques concernés sont la neutronique, la thermo-hydraulique et la mécanique. Le sujet de ce post-doc s’inscrit dans ce cadre.
Il s’agit de mener plusieurs travaux : l’intégration d’un couplage au sein de la plateforme CORPUS, réaliser des études dans le but de tester les effets et introduire dans le couplage l’impact, sur l’écoulement du sodium, de la déformation des assemblages par la température, l’utilisation des sections efficaces neutroniques générées par le code APOLLO3, l’étude d’autres cas accidentels, et étendre la modélisation à l’échelle sous-canal et aiguille.
Etude de couplage substrat CMOS pour les applications millimétriques
Ce post-doctorat étudiera les couplages substrat dans les circuits radiofréquences millimétriques. Il mettra en évidence l’influence des substrats silicium dans la conception des circuits très hautes fréquences. Un travail préliminaire sera une synthèse bibliographique des méthodes de réduction de couplages sur puce des différents circuits analogique et numérique.
L’influence, que pourront avoir le positionnement au niveau routage des différents blocs, sera analysée. Le candidat étudiera ainsi les performances en bruit, parasites fréquentiels et puissance adaptés aux systèmes millimétriques à l’aide d’outils de simulations de couplage circuit. Il évaluera ensuite les différentes solutions de conception (architectures) qui permettent de réduire ces influences suivant les spécifications des différents systèmes usuels.
Les spécifications au niveau routage des différents blocs de base seront évaluées dans des configurations analogiques, numériques ou de puissances.
Cette étape permettra d’établir une comparaison quantitative entre ces différentes solutions et pourra ainsi aboutir à la d’une méthodologie de conception.
Développement d’un système de récupération d’énergie mécanique de type machine tournante à base d’aimants permanents
Cette offre de post-doctorat s’inscrit dans la thématique de la récupération d’énergie pour l’alimentation de capteurs autonomes communicants. Le post-doctorant aura pour objectif de participer au développement de récupérateurs d’énergie électromagnétiques dont le fonctionnement peut s’apparenter à celui d’une machine tournante à aimants permanents. Le candidat aura une formation en électrotechnique, aura déjà conçu, modélisé et testé des machines tournantes; dans l’idéal des machines tournantes à aimants permanents.
Les missions du (de la) candidat(e) seront :
1) Imaginer des dispositifs de récupération d’énergie en appliquant les compétences développées en machines tournantes
2) Modéliser et optimiser ces dispositifs
3) Caractériser les dispositifs
4) Participer à l’industrialisation des prototypes réalisés
Microbatteries bio-compatibles et bio-résorbables pour applications médicales
Dans le cadre de son activité micro-sources d’énergie embarquées, le LETI initie des études prospectives dans le domaine des microbatteries pour applications médicales, et plus particulièrement pour l’alimentation de micro-dispositifs implantables. A cette fin, un projet labélisé Carnot impliquant deux laboratoires du LETI (microbatteries, bio-packaging) et un laboratoire CNRS (ICMCB, Bordeaux) a pour objectif la conception et l’étude de micropiles bio-resorbables.
Les principales missions consisteront donc (i) à participer à la conception, par un choix adapté de matériaux, d’un système électrochimique en film mince assurant une alimentation électrique adéquate (tension, capacité), corrodable et solubilisable dans l’organisme de manière contrôlée, (ii) à réaliser les constituants (électrodes, électrolyte) sous forme de films minces (pulvérisation cathodique, dépôt électrolytique, enduction) et à les caractériser individuellement, (iii) à finaliser la réalisation de micropiles prototypes et à étudier leur comportement.
Le travail sera réalisé à l’ICMCB (Bordeaux) au sein d’une équipe mixte CEA/CNRS, en étroite collaboration avec les laboratoires grenoblois. Les résultats obtenus et l’activité inventive devront prioritairement faire l’objet d’une analyse de propriété intellectuelle en vue de leur protection ou exploitation, ainsi que si possible de publications scientifiques.
Optimisation du cascode monolithique de puissance en technologie MOS-ChannelHEMT GaN/Si
Afin de répondre au besoin de la conversion d’énergie, notamment pour les applications automobile ou photovoltaïque, la technologie des transistors de puissance GaN/Si s’oriente aujourd’hui vers des composants E-mode avec des performances agressives en termes de tension de seuil (>2V), de courant nominal (100-200A), de tension de claquage (650 et 1200V) et d’immunité au phénomène de « current collapse ». Le cascode discret est assez largement utilisé aujourd’hui pour répondre à ce besoin (Transphorm, On-Semi, NXP, IR…) mais il présente certains problèmes spécifiques (inductances parasites, appairage, composants additionnels, coût, fonctionnement limité en température lié à la puce Si …). Le cascode monolithique est une version très compacte du cascode qui doit permettre d’éviter ces problèmes mais aussi d’améliorer les performances des transistors E-mode intrinsèques (MOS-C HEMT ) étudiés au Leti. D’autres acteurs du GaN ont d’ailleurs suivi une approche similaire sur une autre technologie E-mode intrinsèque de type p-GaN gate, sans nécessairement l’afficher comme telle.
Le Leti a fait récemment la démonstration de ce cascode monolithique dans le cadre d’une thèse 2014-2016 sur la base de sa technlologie MOS-C HEMT, compatible C-MOS en GaN/Si 200mm. Ce post-doc propose d’optimiser ce composant dans la continuité des travaux de thèse. Il doit permettre d’améliorer les performance de ces transistors en terme de Ron, Ron.specifique, pertes de commutation et fréquence de fonctionnement afin de répondre au besoin de nos partenaires industriels.
Résonateurs et filtres à ondes élastiques de plaque agiles en fréquence
L’accroissement du nombre de bandes de fréquences différentes devant être prises en compte pour la téléphonie mobile entraîne une explosion du nombre de filtres passe-bande utilisés dans ces systèmes. Dans cette optique, la possibilité de rendre des résonateurs et des filtres agiles en fréquence se présente comme un élément clef des futurs systèmes de transmission sans fil.
Le CEA LETI travaille depuis plusieurs années au développement de résonateurs et de filtres à ondes élastiques, notamment guidées dans des films minces piézoélectriques. En parallèle, il a proposé plusieurs concepts de résonateurs et de filtres agiles en fréquence.
Le but de ce post-doc consistera donc à approfondir ces idées et à travailler à la conception de ces composants. En interaction avec les membres de l’équipe projet responsables de la fabrication de ces composants, le candidat étudiera différentes structures permettant d’apporter de l’agilité ou de la reconfigurabilité à ces composants, proposera des solutions innovantes, et caractérisera les composants réalisés en salle blanche. Des démonstrateurs répondant à des applications concrètes seront enfin proposés et réalisés.
Co-optimisation entre technologie et conception de circuit de SRAM et cellules standard sur des nanofils empilés au noeud 5nm
Le post-doc consiste en l’étude du dessin de conception de cellules SRAM et de cellules standards MOS pour la technologie de nanofils empilés au nœud 5nm intégrant un auto-assemblage de co-polymères à bloc (DSA). Cette étude sera basée sur l’utilisation d’un modèle compact (SPICE) développe au LETI ainsi que sur les expertises du LETI en intégration et procédés nanoélectroniques. Le but est de déterminer le meilleur dessin de conception pour les cellules en termes de performance, puissance consommée et densité.
Capteurs basés sur le pompage optique de l’hélium-4 métastable
La détection de champs magnétiques de très faible amplitude ouvre des nouvelles possibilités en imagerie médicale, géophysique et analyse chimique, entre autres. Les magnétomètres à pompage optique détiennent actuellement les records de justesse et bas-bruit en mesure magnétique [1]. Notre laboratoire travaille sur la magnétométrie à pompage optique d’ensembles thermalisés d’atomes d’hélium 4 en état métastable (un spin un électronique). Ces dernières années nous avons développé et qualifié la toute dernière génération de magnétomètres spatiaux, qui ont été mis en orbite fin 2013 par l’ESA et le CNES [2].
Nous nous intéressons maintenant à d’autres effets magnéto optiques de l’hélium métastable. En effet, le dichroïsme et la birefringence ont été observés sur l’hélium dès les premières expériences de pompage optique [3] mais, contrairement au cas des alcalins[4], les régimes non linéaires accessibles grace aux lasers ont été très peu étudiés. Ces régimes ouvrent des possibilités intéressantes pour la réalisation de nouveaux types de capteurs audelà des magnétomètres, capteurs qui seraient susceptibles d’adresser un plus large eventail d’applications industrielles.
Nous cherchons un candidat postdoc motivé pour travailler à la fois sur la comprehension de ces effets et sur leur mise en œuvre pour réaliser des capteurs ultra-précis. Le candidat doit être docteur en physique, idéalement avec des bases solides en physique atomique et/ou des lasers. Notre laboratoire est bien équipé et, au delà de son encadrement scientifique, le postdoc sera épaulé dans son travail par des ingénieurs experts en optique, développement électronique, matériaux magnétiques et simulations.
[1] Kominis et al., Nature 422 (2003)
[2] http://smsc.cnes.fr/SWARM
[3] Laloë, Leduc, Minguzzi, Journal de Physique, 30 (1969)
S. Pancharatnam, J. Phys. B: At. Mol. Phys. 1 (1968).
[4] Budker et al., Rev. Mod. Phys. 74 (2002)
Capteur biologique interrogeable à distance et utilisant les matériaux 2D (Graphène, MoS2)
L’objectif de ce contrat de post-doctorat réside dans la réalisation d’un prototype de capteur biologique réalisé en utilisant des matériaux 2D qui pourra être interrogé à distance grâce à une antenne RF, réalisé simultanément et à proximité du biocapteur. Le post-doctorant prendra en charge la conception, la fabrication et la caractérisation de ce prototype pour répondre aux spécifications attendues. Au sein de l’environnement du CEA-LETI, le post-doctorant prendra en charge la réalisation du capteur, de sa conception à sa caractérisation finale. A partir d’une modélisation adaptée il concevra tout d’abord une architecture capteur combinant des chemiresistors et/ou transistors graphène à grille liquide à une antenne RF. Une fois le design réalisé, il adaptera les méthodes de transfert de matériaux 2D déjà existantes pour proposer un protocole de fabrication simple et innovant. Grâce à ce process de fabrication, il fabriquera les premiers prototypes de capteurs. Après avoir validé l’interrogation des biocapteurs via un dispositif d’antenne RF, le post-doctorant réalisera les tests de biodétection afin de déterminer la sensibilité des dispositifs réalisés. Dans un second temps, le post-doctorant étudiera les procédés de transfert sur substrat arbitraire de MoS2 déposé par voie chimique et établira un protocole technologique permettant d’interfacer graphène et MoS2 au sein d’un même dispositif. Le but sera d’amplifier la sensibilité des biocapteurs visés par le projet.
Développement d’un framework de calcul dédié à la réduction de modèles par la méthode des bases réduites certifiées.
De nombreux domaines de l’ingénierie requièrent de pouvoir résoudre numériquement des équations aux dérivées partielles (EDP) modélisant des phénomènes physiques.
Lorsque nous nous intéressons à un modèle mathématique qui décrit le comportement physique d’un système en s’appuyant sur une ou plusieurs EDPs paramétrées (paramètres géométriques ou physiques), il peut être souhaitable de pouvoir évaluer rapidement et de manière fiable la sortie du modèle (quantité d’intérêt) pour différentes valeurs des paramètres.
Le contexte temps-réel, nécessaire pour faire du contrôle commande, ainsi que les contextes demandant beaucoup d’évaluations des sorties du modèle (typiquement pour des méthodes d’optimisation ou d’analyse d’incertitudes et de sensibilité) s’y prêtent parfaitement.
La méthode des bases réduites est une méthode de réduction de modèle dite intrusive car, à la différence des méthodes de type non-intrusives, la réduction est basée sur la projection des opérateurs des EDPs du modèle physique.
Cette méthode permet d’obtenir de manière rapide, pour un ensemble de valeurs de paramètres donné, une approximation de l’évaluation de la sortie du modèle.
Un des points forts de la méthode est l’aspect "certifié" qui permet d’estimer l’erreur d’approximation de l’évaluation de la sortie du modèle.
L’objectif du post-doctorat est de développer un framework de calcul pour la méthode des bases réduites certifiées. Ce framework devra être basé sur la plateforme TRUST (https://sourceforge.net/projects/trust-platform/) développée au CEA et devra être suffisamment générique pour permettre de traiter différents types de problèmes (linéaires ou non, stationnaires ou non, coercifs ou non...).
Le framework devra pouvoir être utilisé dans le cas d’un modèle de mélange de deux fluides.