Doctorant en physique appliquée et ingénierie physique (H/F)

Description du Poste

Sujet De Thèse

Identification de particules à haute résolution spatiale et à faible consommation de matériaux (PHILM)

Le projet PHILM vise à développer une technologie inovante de détecteurs de trajectographie dotés de capacités d’identification de particules (PID), destinée à la fois aux expériences de physique hadronique à haute énergie et aux applications utilisant des ions de basse énergie, telles que la planification des traitements en hadronthérapie avec des particules chargées (PT) et la radioprotection spatiale (RPS), notamment dans le cadre du projet FOOT. Ces applications nécessitent des capteurs hautement pixelisés permettant une reconstruction précise des trajectoires ainsi que des mesures de perte d’énergie sur une large dynamique de signal, tout en maintenant un faible budget matière afin de limiter la diffusion multiple. Le détecteur devra être capable de traiter des signaux en charge ou de temps au-dessus du seuil (ToT) sur plusieurs ordres de grandeur, afin de couvrir des dépôts en énergie allant des particules au minimum d’ionisation (MIP) jusqu’aux ions lourds (par exemple Fe). Par ailleurs, une résolution temporelle de l’ordre de la nanoseconde est indispensable pour le rejet du bruit de fond dans les expériences de haute énergie ainsi que pour la tomographie proton ou carbone rapide, permettant de réduire le temps d’acquisition des patients. La combinaison des mesures de perte d’énergie et de temps de vol est particulièrement pertinente pour l’identification des trajectoires des particules dans les expériences mesurant les sections efficaces de fragmentation pour les applications en PT et RPS.
Cette thèse a plus pour objectif la conception et la caractérisation d’un capteur basé sur la technologie MAPS en technologie Tower Jazz 180 nm, avec une amélioration des performances d’identification de particules grâce à un codage du signal sur 12 bits, tout en conservant une taille de pixel modérée (≲ 50 µm). Le capteur comportera une surface sensible d’environ 1 cm² ainsi qu’une géométrie potentiellement extensible à la taille d’un réticule (~6 cm²), afin de répondre aux besoins des applications en physique des hautes énergies, en hadronthérapie et en radioprotection spatiale. Le doctorant contribuera à la conception de l’architecture de lecture, à l’intégration d’une mesure temporelle précise ainsi qu’au développement du système de contrôle FPGA pour l’exploitation multi-capteurs. Le détecteur sera validé lors de campagnes expérimentales sur les installations CNAO, Cyrcé et BTF, où ses performances seront évaluées en termes de résolution en trajectographie, mesure de perte d’énergie, précision temporelle et efficacité d’identification des particules.
Ce projet de doctorat est financé dans le cadre du programme européen Horizon Europe (H2030).

Votre Environnement de Travail

Ce doctorat sera rattaché à l'« Ecole Doctorale de Physique et Chimie Physique » de l’Université de Strasbourg (ED182).

Le candidat (H/F) sera chargé de concevoir l’architecture de lecture du détecteur, d’intégrer un système de mesure temporelle de haute précision et de développer le système de contrôle basé sur FPGA permettant l’exploitation simultanée de plusieurs capteurs. Le détecteur fera ensuite l’objet d’une validation expérimentale lors de campagnes de mesures. Ses performances seront évaluées selon plusieurs critères, notamment la résolution en trajectographie, la précision de la mesure des pertes d’énergie, la résolution temporelle ainsi que l’efficacité de l’identification des particules.
Le candidat (H/F) sera accueilli à l'Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien de Strasbourg (DRS).
L’Institut Pluridisciplinaire Hubert CURIEN (IPHC), unité mixte de recherche sous cotutelle du CNRS et de l’Université de Strasbourg (UMR7178), est un laboratoire pluridisciplinaire où des équipes de recherche de cultures scientifiques différentes (écologie, physiologie et éthologie, chimie et physique subatomique) développent des programmes de très haut niveau avec pour socle l’instrumentation scientifique. L'IPHC est structuré en 3 départements et comptabilise un effectif total de 393 agents (H/F) dont 257 agents permanents (soit 119 chercheurs et enseignants-chercheurs et 138 ingénieurs et techniciens H/F), 46 agents en CDD et 102 doctorants H/F.
Le candidat (H/F) intègrera l’équipe C4PI de l’IPHC constituée de 1 chercheur, 3 doctorants et 22 IT (H/F).
Il ou elle bénéficiera de l'accès à un restaurant administratif, d'une prise en charge partielle des titres de transport, d'un comité d'entreprise, la possibilité de télétravailler pour une partie des activités et de formations pour l'adaptation au poste de travail.
Exigences :
• Master ou équivalent en Physique appliquée et ingénierie physique, parcours Systèmes électroniques et microélectroniques.
• Compétences : design de capteurs et analyse.
• Expertise confirmée dans la conception de circuits de synchronisation temporelle (VCO, PLL, etc.).
• Bonnes compétences en programmation (Verilog, Python)
• Autonomie, mobilité, créativité, grande motivation, et intérêt pour l’instrumentation
• Bon niveau d’anglais, à l’oral et à l’écrit de niveau B2 selon le cadre européen commun de référence pour les langues, pour interagir avec tous les partenaires du projet et transférer les résultats dans des publications scientifiques et des présentations lors de conférences.
Les candidats devront envoyer un CV et une lettre de motivation, une copie de leur rapport de stage de Master (ou de son résumé) et des notes associées, ainsi que le contact de références et le cas échéant, une à deux lettres de recommandation indépendantes.

Rémunération et avantages

Rémunération

La rémunération est d'un minimum de 2300,00 € mensuel

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

À propos de l’offre

À propos du CNRS

Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

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