Missions

Le(la) candidat(e) recruté(e) effectuera des procédés de fabrication en salle blanche et des expériences de caractérisation dans l'infrarouge de dispositif laser et détecteurs. Selon son profil elle participera également à leur conception grâce à des outils de modélisation électromagnétique de dispositifs photoniques. Elle participera aux réunions avec les partenaires internationaux et nationaux. Elle contribuera à la valorisation et la diffusion des résultats via des congrès de recherche intrenationaux, et la publications dans des revues à comité de lecture

Activités

Le postdoctorant 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 oeuvre 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 portera sur l'intégration de tels détecteurs avec des sources laser en cavité de type microdisques, en anneaux et à cristaux photoniques.
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’année des recherches en vue de réaliser des sources laser compatible avec la filière silicium en utilisant l’alliage du Ge avec Sn et l’ingénierie de contrainte afin optimiser la structure de bande interdite et les propriétés de gain optique. Cette technologie laser bas coût, n’est apparue que récemment (première publication en 20151 à des températures de fonctionnement inférieure à 100 K) grâce à l’utilisation d’alliage GeSn et à l’ingénierie de contrainte en tension. Lors d’un précédent projet soutenu par l’apport IPCEI-Nano 2022 en collaboration avec STMicroelectronics l’équipe du C2N a pu démontrer pour la première fois l’effet laser jusqu’à la température ambiante à 300K. Pour y parvenir une technologie de report spécifique de la couche active de GeSn sur isloant (GeSnOI) a été employée et sera également utilisée. De nouvelle perspectives sont aujourd’hui ouvertes avec le développement récents de structure à base de puits quantiques de GeSn qui seront exploitées dans ce projet.

Compétences

Des compétences en Micro-Nanofabrication en salle blanche sont appréciés. Caractérisation de dispositifs photoniques dans l'infrarouge.

Contexte de travail

L'ambition du projet de 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 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. cette gamme ne peut être adressée que par des technologies de niche beaucoup plus coûteuses et difficiles à intégrer dans une chaîne de fabrication silicium, en l’occurrence les technologies dans la filière d’antimoniure (InSb, GaSb etc…). Une technologie employant les composés GeSn représentera par contre une percée majeure et un avantage décisif pour les applications en plein essor de la photoniques silicium. Cette technologie devrait permettre d’élargir les possibilités de détection à faible coût, pouvant être déployé sur de grand volume dans des objets portatifs. Les matériaux GeSn seront via des partenariats existants avec le C2N (CEA-France, Juelich-Allemagne , UARK-USA).
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.

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

Mise à niveau sécurité risque chimique et sécurité salle blanche à faire à l'arrivée au laboratoire.