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Chercheur contractuel (H/F) en microscopie électronique in-situ et operando de composants électroniques

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

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Informations générales

Référence : UPR8011-MARHYT-005
Lieu de travail : TOULOUSE
Date de publication : vendredi 10 juillet 2020
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 12 mois
Date d'embauche prévue : 1 octobre 2020
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2617€ à 3729€ brut mensuel en fonction de l'expérience
Niveau d'études souhaité : Doctorat
Expérience souhaitée : 1 à 4 années

Missions

Le/La candidat(e) retenu(e) travaillera sur le développement d'expériences d'holographie électronique in situ et operando au sein du groupe I3EM du CEMES-CNRS à Toulouse. L'objectif est de mesurer les champs électriques, magnétiques et de contrainte à l'échelle nanométrique en microscopie électronique sur des composants microélectroniques en fonctionnement. Les premières expériences in situ et operando ont déjà produit des résultats très intéressants et parfois surprenants. Le candidat poursuivra les études en cours qui visent une compréhension détaillée de la physique des dispositifs à l'échelle nanométrique sur une variété de nanocondensateurs, de couches minces ferroelectriques et de dispositifs.
Une des clefs de ces expériences est la préparation d'échantillon. Les dispositifs sont extraits par faisceau ionique focalisé (FIB) et contactés à des supports spécialement conçus à cet effet, sur lesquels des électrodes ont été déposées pour permettre l'application de courants ou de tensions. Il est essentiel de réaliser sur le dispositif des zones minces d'épaisseur uniforme et de couches d'endommagement minime sur la surface tout en maintenant les contacts électriques. De plus, les échantillons doivent être caractérisés avec précision, à la fois chimiquement et structurellement, avant de mener les expériences in situ. Une analyse détaillée des résultats sera nécessaire pour comprendre les processus physiques en jeu pendant le fonctionnement du dispositif. Ceci est particulièrement vrai pour les matériaux piézoélectriques où nous espérons pouvoir observer pour la première fois l'interaction des champs électriques et des champs de contrainte à l'échelle nanométrique de manière totalement quantitative.
Le contrat initial de 12 mois est extensible à 36 mois (3 ans). Date de début flexible.

Activités

Les activités principales seront
• préparation et contactage électrique des échantillons
• Mesures électriques et caractérisation TEM initiales
• participation aux expériences operando en TEM
• analyse des résultats expérimentaux
• compréhension des processus physiques

Compétences

Nous recherchons en particulier un candidat expérimenté dans la préparation avancée d'échantillons par FIB nécessitant un soin extrême tel qu'un amincissement à faible énergie et une précision dans la reprise des contacts électriques. A titre d'exemple, une forte expérience en préparation d'échantillons pour l'holographie électronique, le HRTEM quantitatif ou la sonde atomique tomographique (TAP) conviendrait parfaitement. La connaissance et la pratique des techniques de microscopie électronique à transmission de pointe mais aussi une connaissance de la physique des dispositifs ferroélectriques et / ou microélectroniques sont des atouts certains.
Le candidat retenu devra avoir un bon esprit d'équipe, une forte éthique de travail et maîtriser couramment l'anglais écrit et parlé.

Contexte de travail

Le CEMES est une unité propre du CNRS faisant partie de l'infrastructure européenne ESTEEM3 pour la microscopie électronique (https://www.esteem3.eu/Access-to-CEMES-Toulouse). Les missions se dérouleront au sein du groupe I3EM dont un des objectifs est le développement de l'interférométrie électronique couplée aux études in-situ. Les dispositifs seront étudiés dans le cadre d'une collaboration industrielle. Le travail sur des oxydes ferroélectriques se fera en collaboration avec le groupe MEM du CEMES dans le cadre d'une collaboration Franco-Allemande.
La préparation des échantillons sera effectuée sur un FIB-SEM à double faisceau (ThermoFisher Helios Nanolab 600i) équipé d'un micromanipulateur Omniprobe et de 5 injecteurs de gaz.
L'holographie électronique sera réalisée sur le microscope I2TEM dédié à l'interférométrie in situ. Ce microscope Hitachi HF-3300(C) est équipé d'un canon à émission de champ froid, d'un goniomètre supplémentaire (stage Lorentz) placée au-dessus de la lentille objectif pour une imagerie sans champ, d'un correcteur d'aberrations à grand champ de vue (CEOS B-COR), de quatre biprismes électroniques, d'une caméra rapide CCD 4k × 4k (OneView, Gatan) et d'un filtre d'imagerie (GIF Quantum ER, Gatan). Les porte-objets dédiés à l'application de courant/tension Gatan HC3500 et Hummingbird complètent les moyens expérimentaux.
Les caractérisations structurales et chimiques pourront être réalisées sur un TEM / STEM corrigé sonde (ARM200F CFEG, JEOL) équipé d'un filtre EDS à haute efficacité et d'un filtre d'imagerie (GIF Quantum ER, Gatan) disponible à la plate-forme de caractérisation de Toulouse (UMS Castaing).

Informations complémentaires

https://www.esteem3.eu/Access-to-CEMES-Toulouse

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