Missions

Ce poste a pour mission principale la caractérisation électro-optique de nano-bolomètres à base d’antennes optiques (voir les spécificités de cette étude dans le paragraphe « contexte »). Il s’agit de concevoir, monter et valider un banc de mesures dédié à ces composants puis de l’utiliser pour caractériser les nano-bolomètres de laboratoire fabriqués dans notre équipe.
Ce poste a également pour mission la caractérisation de certaines propriétés intrinsèques aux matériaux utilisés dans la fabrication de ces bolomètres, comme la conductivité électrique et thermique. Ici, il s’agit d’utiliser des bancs de mesure existants.

Cette étude est menée au C2N dans l'équipe Nano-Opto-Electronic sous la responsabilité conjointe de Jean-Luc Pelouard et Fabrice Pardo, en collaboration étroite avec des partenaires industriels majeurs du secteur au sein du projet européen BRIGHTER. Elle porte actuellement sur deux aspects : la simulation numérique du comportement de ces nano-bolomètres et leur fabrication dans les salles blanches du C2N. Nous souhaitons compléter cette action, par la caractérisation des bolomètres fabriqués, l’objet de ce poste.

Activités

Les activités de ce projet se répartissent en trois parties.

1/ Conception et montage d’un banc de caractérisation dédié à l’étude des nano-bolomètres. Il s’agit principalement d’un cryostat fonctionnant entre 77 et 400K qui devra être équipé d’au moins deux ports électriques spécifiques à la mesure des courants faibles et d’un port optique (probablement un guide d’onde) alimenter à l’extérieur du cryostat par une source infrarouge (3 – 14 µm) contrôlée spectralement, en puissance et en polarisation. Un porte-échantillon motorisé (X, Y et Z) permettra des déplacements automatiques d’un dispositif à l’autre pour un traitement statistique portant sur un nombre raisonnablement grand de ces dispositifs.

2/ Utilisation de ce banc de caractérisation pour l’extraction des propriétés intrinsèques des nano-bolomètres et des matériaux qui les composent. La caractérisation des matériaux portera principalement sur la mesure du comportement en température de leur résistivité électrique et de la résistance des contacts ainsi que de la mesure des spectres de bruit. La caractérisation du comportement opto-électrique des bolomètres portera sur la mesure de la réponse spectrale, de la sensibilité/détectivité, du spectre de bruit ainsi que de la dispersion d’un dispositif à l’autre sur un échantillon et de la reproductibilité de ces caractéristiques d’un échantillon à l’autre.

3/ Caractérisation de propriétés des matériaux sur des bancs existants. Il s’agit de caractériser les propriétés cruciales au fonctionnement des nano-bolomètres telles que les conductivités électrique et thermique ou la permittivité de diélectriques dans la gamme 3-14 µm.

Compétences

Les activités de cette étude se partagent entre la mise au point d’un banc de mesure et son utilisation à la caractérisation des nano-bolomètres fabriqués et des matériaux qui les composent. Elles demandent un bon background en physique générale, en particulier en technique du vide, thermique, optique infrarouge, électricité. Des aptitudes et connaissances permettant le contrôle et la programmation des appareillages de mesure sont également nécessaire pour ce poste. Une expérience dans ce domaine sera un critère important dans la sélection des candidatures.

De plus, une interaction forte est à prévoir avec les autres composantes de l’équipe (conception numérique et fabrication en salle blanche). Des aptitudes et bonnes pratiques en communication scientifique et technique sont indispensables pour ce poste ainsi qu’une aisance pour la rédaction de rapports internes.

Contexte de travail

Les antennes optiques se caractérisent à la résonance par un confinement du champ électromagnétique dans un volume de dimensions très inférieures à la longueur d’onde. Utilisées dans les bolomètres, ces absorbants ont des caractéristiques radicalement différentes des membranes utilisées jusqu’ici : résonance optique, absorption totale à la résonance, volume réduit de plusieurs ordres de grandeur. Ces nano-bolomètres ont alors des propriétés électro-optiques sans commune mesure avec celles des micro-bolomètres actuellement commercialisés : sélectivité spectrale pour des caméras « couleur » dans l’infrarouge, sensibilité et/ou rapidité très fortement accrues. Ce changement de paradigme est si important qu’il demande une révision complète de la conception du bolomètre et de sa caractérisation, l’objet de ce poste.

Cette étude se déroulera au Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N), unité mixte de recherche du CNRS et de l'Université Paris-Saclay. Constitué d'environ 410 personnes, le laboratoire a intégré des nouveaux locaux sur le campus de Paris-Saclay à l'automne 2018. Les thématiques de recherche du C2N sont la photonique, la nanoélectronique, les microsystèmes et nano-bio-fluidique et les matériaux. Le poste à pourvoir est au sein de l’équipe Nano-Opto-Electronic (NOE) du département photonique.

Dans ce cadre, ce poste sera en forte interaction avec les autres membres de l’équipe tant pour l’aide à la conception du banc de mesure que pour la confrontation des résultats expérimentaux et théoriques.

Cette étude se déroulera dans le cadre d’une collaboration étroite avec des partenaires industriels et académiques leader dans le domaine des bolomètres, financée par le projet européen BRIGHTER. Plus de détails sur : https://project-brighter.eu/


Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Travail dans la zone à régime restrictif (ZRR) du C2N nécessitant l’accord préalable du Fonctionnaire de Sécurité et Défense (FSD).
Des déplacements sont à prévoir dans les différents laboratoires du consortium.

Informations complémentaires

https://project-brighter.eu/