PhD-H/ F GeSn infrared Detectors

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Date Limite Candidature : mardi 24 décembre 2024 23:59:00 heure de Paris

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Informations générales

Intitulé de l'offre : PhD-H/F GeSn infrared Detectors
Référence : UMR9001-MOUELK-001
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : PALAISEAU
Date de publication : mardi 3 décembre 2024
Type de contrat : CDD Doctorant
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 février 2025
Quotité de travail : Complet
Rémunération : La rémunération est d'un minimum de 2135,00 € mensuel
Section(s) CN : 8 - Micro et nanotechnologies, micro et nanosystèmes, photonique, électronique, électromagnétisme, énergie électrique

Description du sujet de thèse

L'ambition du projet de thèse est de fournir une brique de base technologique pour la détection et l’imagerie infra rouge à base de GeSn, un matériau semi-conducteur compatible avec les procédés bas coût de l’industrie du silicium et dont l’énergie de bande interdite est réduite par rapport à celles du Si et du Ge.

Grâce aux alliages GeSn, les démonstrateurs se concentreront sur la détection infrarouge autour de 2 µm-5 µm de longueur d’onde, une gamme qui ne peut être couverte avec la filière silicium actuellement (Si,Ge,SiGe). Des applications de spectroscopie de laboratoire sur puce, de biodétection, de détection de gaz et de liquides, de suivi de la pollution sont envisagées, avec la possibilité d'intégrer l'ensemble des circuits photoniques du groupe IV dans des objets interconnectés. Ceci ne sera possible qu’en développant des composants bas coût et la gamme IR 2-5 µm.

Un fort intérêt pour le GeSn se présente également pour la possibilité d’obtenir un alignement direct de la bande interdite, permettant ainsi d’obtenir un effet de gain optique dans un laser, chose impossible avec du Ge ou silicium ainsi qu’avec les alliages SiGe. L’équipe du C2N effectue depuis un certain nombre d’années des recherches en vue de réaliser des sources laser compatibles avec la filière silicium en utilisant l’alliage du Ge avec Sn et l’ingénierie de contrainte afin d’optimiser la structure de bande interdite et les propriétés de gain optique.

Contexte de travail

Le doctorant effectuera de premières études de conceptions et design de dispositifs pour la détection à incidence normale à la couche active sur substrat silicium. Des approches mettant en œuvre des effets de renforcement du champ optique par résonance électromagnétique seront exploitées dans des structures en cavité verticale Metal-semiconducteurs-Metal (MIM). De premiers démonstrateurs expérimentaux seront réalisés grâce aux moyens de micro-nano-Fabrication du C2N. Un deuxième volet de la thèse portera sur l'intégration de tels détecteurs sur des puces photoniques moyen-infrarouge.

Contraintes et risques

Les travaux ont un caractère fortement expérimental s'appuyant sur les outils de microNanoFabrication de la salle blanche. Cet environnement de salle blanche est très exigeant en terme de motivation et d'implication de la part du doctorant.