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Doctorant H/F « Elaboration de membranes de polymères perforées pour la localisation précise de silicium poreux »

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

Date Limite Candidature : jeudi 6 mai 2021

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Informations générales

Référence : UMR7374-NICNOU-012
Lieu de travail : ORLEANS
Date de publication : jeudi 15 avril 2021
Nom du responsable scientifique : Christophe SINTUREL
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Une approche inédite de fabrication de silicium poreux avec des dimensions, des morphologies et une organisation des pores contrôlée est proposée. Elle met en œuvre un procédé de localisation de la gravure par des membranes polymères auto-organisées perforées déposées à surface du silicium.

De nouvelles applications mettant en œuvre les propriétés bien particulières du silicium poreux (SiP) voient le jour continuellement. On peut notamment citer les applications dans le domaine de l'électronique nomade ou de l'énergie qui accompagnent aujourd'hui la démarche de transition énergétique (composants de puissance et RF, électrodes de supercondensateurs et batteries Li …).
Le laboratoire GREMAN est reconnu pour son expertise dans la production de SiP par gravure électrochimique. Par cette méthode, les morphologies réalisables sont extrêmement variées. Afin de mieux contrôler les caractéristiques des structures poreuses, nous proposons de guider la gravure par un procédé inédit utilisant des membranes polymères perforées déposées à la surface du silicium. L'ICMN s'est spécialisé dans la réalisation de couches minces poreuses organisées de polymères, structurées à des échelles de tailles allant du nm (auto-organisation de copolymères à blocs) au µm (séparation de phase dans des mélanges de polymères, breath figures …). Obtenues par des procédés « bottom-up », ces couches minces perforées présentent une grande palette de géométries et dimensions qui permettraient la réalisation de silicium poreux « à la demande ». Au-delà de l'intérêt applicatif (gravure sans étape de photolithographie) de cette approche, l'enjeu est d'examiner les mécanismes de gravure du silicium en situation « contrainte », qui s'écarte des méthodes de gravure conventionnelle généralement obtenue en surface libre. Un des verrous consistera à produire des films polymères résistants aux conditions de gravures (HF). L'utilisation de polymères fluorés pourrait s'avérer pertinente et nécessitera de développer à l'ICMN des systèmes originaux pour lesquels les mécanismes de nanostructuration n'ont pas encore été étudiés.
Ce travail bénéficiera des expertises et du matériel de caractérisation adapté présent à l'ICMN (microscopie à champ proche, nouvelle plateforme MET, diffusion des rayons X aux petits angles …). La partie de l'étude réalisée au GREMAN consistera à valider ces nouveaux matériaux de masquage (adhérence au silicium, résistance au HF…). Une fois identifiés les polymères les plus adaptés au procédé de gravure, les conditions d'anodisation (courant, durée, composition de l'électrolyte) seront étudiées et optimisées pour quelques applications typiques et en particulier, les électrodes de super-condensateurs. Le transfert de technologie pour la mise en place d'un procédé industrialisable sera étudié avec le partenaire industriel de la thèse, la société SiLiMIXT, fournisseur de technologies à base de silicium poreux.

Contexte de travail

Le CNRS est un organisme public de recherche scientifique pluridisciplinaire, placé sous la tutelle du ministère de l'Enseignement supérieur, de la Recherche et de l'Innovation. Il emploie 32 000 personnes dans plus de 1 100 laboratoires de recherche en France et à l'étranger. Ce projet de recherche concerne deux unités mixtes de recherche de la Délégation Régionale du CNRS Centre, Limousin, Poitou-Charentes (DR08) :
• l'ICMN (UMR 7374, CNRS/Université d'Orléans) : 46 agents, dont 36 permanents
• le GREMAN (UMR 7347, CNRS/Université de Tours/INSA Centre-Val de Loire) : 114 agents, dont 72 permanents.

Les domaines d'expertise de ces laboratoires concernent l'étude des matériaux nanostructurés à l'ICMN et les matériaux pour la microélectronique, l'acoustique et les nanotechnologies pour le GREMAN. Ce projet sera également conduit en partenariat avec la société SiLiMiXT, un fournisseur de technologie à base de Si poreux.
Pour les deux laboratoires, l'école doctorale concernée est l'ED EMSTU, qui est co-habilitée entre les universités d'Orléans, de Tours et l'INSA CVL. L'inscription en doctorat se fera à l'Université d'Orléans. La thèse sera co-dirigée par Christophe Sinturel (PU à l'ICMN) et Gaël Gautier (PU au GREMAN) et bénéficiera de l'encadrement de Marylène Vayer (CR CNRS à l'ICMN), de Thomas Defforge (MCF au GREMAN) et de Sébastien Desplobain (SiLiMiXT).
Le(la) doctorant(e) bénéficiera de tous les moyens techniques et humains nécessaires à la réalisation de ce projet sur les différents sites, depuis la réalisation des membranes de polymères perforées, jusqu'à la gravure du silicium, avec intérêt particulier au transfert de technologie.

Contraintes et risques

Pendant les deux premières années, le(la) doctorant(e) aura pour localisation principale le site d'Orléans mais pourra être amené(e) à réaliser des campagnes de travaux sur le site de Tours. Pendant la dernière partie de la thèse, en fonction de la direction prise par la thèse, il (elle) pourrait exercer ses activités prioritairement à Tours.
Le doctorant sera inscrit à l'Université d'Orléans ce qui facilitera les formalités administratives de début de thèse et les interactions avec l'école doctorale. La dématérialisation du processus de réinscription simplifiera les démarches ultérieures, quelle que soit la localisation du(de la) doctorant(e).

Informations complémentaires

Personnes en charge de l'entretien :
Recruteur 1 : Christophe Sinturel (ICMN, Orléans)
Recruteur 2 : Gaël Gautier (GREMAN, Tours)

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