Conception d’un circuit intégré de puissance en GaN sur Si, caractérisation, mise en oeuvre
L’objectif est de proposer une solution innovante permettant d’alimenter une électronique basse tension (3 à 12VDC) ou de charger des accumulateurs, à partir de tensions alternatives industrielles (230VAC/400VAC). Ce type de dispositif devrait bénéficier fortement de l’apport des technologies de passifs intégrés et des possibilités offertes par les ASIC développés au Leti, en particulier les ASIC en GaN. Ce programme de recherche s’inscrit dans la ‘’roadmap puissance’’ du Leti. A partir de l’état de l’art et de concepts envisagés par des chercheurs du CEA, le post-doctorant devra imaginer une solution originale, en faire la conception, puis caractériser le système ainsi réalisé. Le programme de recherche implique d’autres partenaires académiques ce qui permet au post-doctorant de s’immerger dans un contexte de recherche amont. Une application industrielle a été identifiée. Le post-doctorant sera encouragé à enrichir le sujet par des fonctions additionnelles au niveau du contrôle (régulation) à très hautes fréquence, de la transmission de signaux isolés via le convertisseur ou tout autre sujétion
Implant médical actif réalisé en encapsulation hermétique verre
La micro-électronique étend ses champs d’applications via les micro-systèmes comportant des capteurs, des récupérateurs d’énergie, des modules de communication performants etc... Les implants médicaux actifs tels les pace-makers et défibrillateurs cardiaques, les dispenseurs de médicaments, les sondes neuronales etc… sont autant de domaines possibles pour ces modules à haute intégration. Le matériau verre, en alternative au silicium, monte en maturité technologique (interconnexions, amincissement, fonctionnalisation) et présente des caractéristiques ‘clé’ pour le domaine médical : biocompatibilité, herméticité, stabilité, transparence, ainsi qu’un coût réduit.
L’objectif est l’étude de l’encapsulation verre de micro-systèmes, pour des applications implants actifs.
Optimisation d’outils microfluidiques pour la mesure de données cinétiques
La mise au point et la modélisation des procédés chimiques nécessitent l’acquisition de nombreuses données thermodynamiques et cinétiques. Les méthodes conventionnelles de mesure de ces données de base mettent généralement en œuvre des quantités non négligeables de réactifs. En particulier pour les procédés de précipitation, où le caractére stochastique de la nucléation nécessite la réalisation d’un grand nombre d’expériences. Le sujet proposé consiste à poursuivre les travaux déjà réalisés sur la concetpion d’une puce dédiée à la mesure de cinétiques de nucléation rapide. Dans un premier temps, la validité des données obtenues par la technique microfluidique sera évaluée et optimisée sur la base de systèmes chimiques connus et non-radioactifs. L’outil microfluidique sera ensuite mis à profit pour étudier la sensibilité de ces réactions à différents paramètres opératoires (sursaturation, impuretés, additifs, etc.) avant d’envisager sa transposition aux procédés de l’industrie nucléaire, tels que la décontamination d’effluents radioactifs. Enfin, un nouveau design de puce pourra être proposé pour la mesure de cinétique d’extraction liquide-liquide, en lien avec le développement de nouveaux procédés hydrométallurgiques.
Développement d’une FXL miniature pour l’analyse en ligne: application au suivi de procédés.
Le dosage par spectrométrie de fluorescence X (FXL et FXK) est une des techniques utilisées dans l’industrie pour l’analyse chimique des éléments en solution. De façon simplifiée, cette technique est basée sur la mesure des rayonnements X caractéristiques qui sont émis par les atomes réarrangeant leur cortège électronique suite à une excitation extérieure. C’est donc une méthode de mesure non destructive volumique qui permet de doser les éléments chimiques. Des travaux conduits au CEA dans les années 90 ont montré qu’il était possible de doser avec ces techniques des éléments lourds (U, Pu, Am, Np, Cm, Pb) via les raies X de la couche L mais aussi de certains éléments plus légers (Zr, Mo, ou le Sr) via les raies X de la couche K. Ces techniques ont permis d’obtenir des limites de détection appréciables (qqes mg/l) et ont été déployées industriellement sur certaines lignes de l’usine de la Hague. Cependant leur exploitation nécessitait des équipements lourds et encombrants, avec en particulier des détecteurs refroidis à l’azote liquide et des tubes générateurs de RX de grandes dimensions.
Aujourd’hui, ces technologies ont considérablement évolué sur deux points névralgiques: les sources de rayonnements X, qui se sont miniaturisées et les détecteurs avec l’apparition de nouveaux semi-conducteurs de petits volumes fonctionnant à température ambiante avec une résolution acceptable (Ex : Cristaux de Tellure de Cadmium)
Ces évolutions nous ont amené à relancer des actions de R&D sur la spectrométrie FXL. Le sujet proposé s’intègre dans cette démarche. Il s’agit dans les grandes lignes de dimensionner et évaluer un procédé de dosage par fluorescence X basé sur ces nouvelles technologies. Les applications envisagées sont de deux types : le suivi en ligne des procédés dans les usines de recyclage et le soutien aux projets d’assainissement-démantèlement et de remédiation des sites pollués.
Modélisation multi-Echelle de la Ségrégation Induite par iRradiation
L’irradiation crée dans les matériaux un excès de lacunes et d‘auto-interstitiels, qui s’éliminent en se recombinant ou en s’annihilant sur les défauts étendus (surfaces, joints de grains, dislocations). Elle maintient ainsi des flux de défauts ponctuels vers ces puits. Dans le cas d’un transport préférentiel d’un des composants d’un alliage, une variation de la composition chimique apparaît à proximité des puits: c’est la Ségrégation Induite sous Irradiation (SII). Sa modélisation nécessite une bonne description des propriétés de l’alliage: ses forces motrices (dérivées de la thermodynamique) et ses coefficients cinétiques (constantes d’Onsager). L’objectif de ce projet est de combiner (i) des modèles atomiques (simulations Monte Carlo et champ moyen autocohérent), ajustés sur des calculs ab initio et qui permettent d’accéder aux coefficients d’Onsager et aux forces motrices et (ii) la modélisation de type champs de phases qui permettra de décrire la cinétique sous irradiation à des échelles de temps et d’espace supérieures. On appliquera la méthode aux systèmes FeCu et FeCr, déjà modélisés à l’échelle atomique. La SII sera modélisée à proximité d’un joint de grains, puis à proximité d’une boucle de dislocations. On s’intéressera plus particulièrement à l’influence de la contrainte sur le phénomène.
Substrats Germanium sur isolant (GeOI) pour la photonique : amélioration de la qualité cristalline et mise sous contrainte
Depuis environ 2010, on assiste à une course au laser Ge, à laquelle participent notamment le MIT, l’université de Stanford, l’université de Paris Sud et le Leti. En parallèle, le laboratoire des professeurs Takagi et Takenaka à l’université de Tokyo est à la pointe de développements de composants photoniques à base de Ge pour le proche infra-rouge.
Le post-doc consistera à développer des substrats GeOI à partir de substrat Ge massif avec mise en traction du film. Ces développements seront réalisés à partir des procédés Smart Cut / collage amincissement existants, combinés à des étapes permettant de dépasser leurs limites actuelles (e.g. collage type SAB). Les matériaux obtenus seront caractérisés pour déterminer leur état de déformation ainsi que leur endommagement (Raman/XRD) et des substrats seront fournis aux laboratoires applicatifs pour réalisation de composants photoniques.
Développement d’outils de simulation dédiés au contrôle non destructif par thermographie infrarouge
Le CEA LIST développe des outils de simulation de procédés de contrôle non destructifs (CND), intégrés à la plate-forme CIVA. Les méthodes adressées à ce jour dans la plate-forme sont les techniques ultrasons, courants de Foucault et radiographie. Le TREFLE est, quant à lui, un laboratoire de référence en thermique et a développé des approches originales de modélisation de procédé de contrôle par thermographie infrarouge (IR). Dans le cadre d’un projet financé par la Région Aquitaine, ces deux laboratoire collaborent au développement d’outils de simulation du CND par thermographie, orientés vers les métiers du CND et accessibles à des non-numériciens.
L’objectif du post-doctorat proposé est le développement de modèles (dans un environnement Matlab) permettant la résolution en régime transitoire de problèmes de transfert de chaleur dans des milieux plans multicouches (proches de matériaux composites utilisés en aéronautique), éventuellement anisotropes, dans des conditions d’excitation flash ou périodique et correspondant à une irradiation uniforme ou ponctuelle.
Profil du candidat:
- Matlab, bon niveau,
- Connaissance des transformations intégrales,
- Connaissances physiques, expérimentales et instrumentales en thermique, et thermographie IR,
- Anglais, bon niveau de communication scientifique (rédaction de publication, présentations des travaux).
Gestion optimale d’un système énergétique tertiaire
Dans le cadre de la solution ciblant les sites tertiaires ou résidentiels qui consomment et produisent de l’énergie électrique, l’objectif est d’optimiser l’utilisation de leur énergie en fonction de critères économiques ou contraintes réseaux (adaptation de la demande) sans perturbation du confort des utilisateurs. L’objet de ce poste est de développer une solution de « gestion optimale de l’utilisation du solaire dans un bâtiment tertiaire intégrant des bornes de recharge VE et du stockage ». Selon trois objectifs : - Minimiser le cout de la consommation en fonction d’un tarif dynamique
- Maximiser l’utilisation de l’énergie solaire
- Minimiser la puissance appelée du réseau. Tout en prenant en compte le LCOS (Levelised Cost Of Storage) de la batterie. Le Post-Doc devra contribuer et participera à: - Spécification de cahier des charges d’un système tertiaire - Développement des algorithmes de gestion d’un système tertiaire - Déploiement et test de la solution proposée.
Contribution aux développements de dispositifs de mesure d’antennes miniatures
La généralisation des liens radiofréquences fonctionnant aux fréquences VUHF pour équiper un nombre croissant de dispositifs électroniques communicants contribue à intensifier les recherches sur la miniaturisation et l’intégration des antennes. En conséquence, des progrès significatifs sont régulièrement réalisés pour réduire les dimensions des antennes et il n’est plus rare de trouver des travaux décrivant des structures antennaires en 1/30 de la longueur d’onde. Une sensibilité accrue au contexte de fonctionnement est observable avec les antennes électriquement petites. Cette particularité se traduit notamment par des problèmes de mesure des propriétés électriques et de rayonnement qui sont susceptibles d’être altérées avec les techniques standards consistant à connecter un câble de mesure à l’antenne. Ce sujet cherche à développer des techniques de mesure d’antennes électriquement petites à l’aide de méthodes dites non-invasives, c’est-à-dire ne perturbant pas (ou peu) l’antenne sous test. Deux techniques seront investiguées en se basant sur les travaux déjà réalisés dans le laboratoire. La première technique repose sur la réflectométrie électromagnétique en champ lointain. La seconde technique repose sur l’utilisation d’un transducteur optique- radiofréquence au voisinage de l’antenne sous test pour notamment concevoir un réflectomètre RF miniature à conversion optique pour la mesure d’impédance d’antenne.
Interprétation de grilles d’occupation 3D par réseaux de neurones
Ce sujet s’inscrit dans le contexte du développement des véhicules/drones/robots autonomes.
L’environnement du véhicule est représenté par une grille d’occupation 3D, dans laquelle chaque cellule contient la probabilité de présence d’un objet. Cette grille est réactualisée au fil du temps, grâce aux données capteurs (Lidar, Radar, Camera).
Les algorithmes de plus haut niveau (path planning, évitement d’obstacle, …) raisonnent sur des objets (trajectoire, vitesse, nature). Il faut donc extraire ces objets de la grille d’occupation : clustering, classification, et tracking.
De nombreux travaux abordent ces traitements dans un contexte vision, en particulier grâce au deep learning. Ils montrent par contre une très grande complexité calculatoire, et ne tirent pas parti des spécificités des grilles d’occupation (absence de textures, connaissance a priori des zones d’intérêt ...). On souhaitent trouver des techniques plus adaptées à ces particularités et plus compatibles avec une implémentation plus économe en calcul.
L’objectif du post-doc est de déterminer, à partir d’une suite de grilles d’occupation, le nombre et la nature des différents objets, leur position et vecteur vitesse, en exploitant les récentes avancées du deep Learning sur les données 3D non structurées.