Description du sujet de thèse

L'objectif du projet est de concevoir, construire et caractériser un capteur infrarouge fonctionnant dans la gamme infrarouge à ondes courtes et étendues (c'est-à-dire jusqu'à 2,5 µm). Bien que le groupe ait déjà une longue expérience avec ce type de capteur, y compris jusqu'à l'imageur, certains problèmes techniques font que le dispositif transféré à l'imageur présente des performances réduites par rapport à son homologue à pixel unique. Dans ce projet, nous visons à proposer une structure de dispositif mise à jour qui tient compte de l'environnement réel final. Cela inclut la présence d'un circuit de lecture non transparent, des problèmes de stabilité (chimiques, thermiques et vis-à-vis de l'oxydation). L'optimisation devra considérer simultanément des considérations optiques (c'est-à-dire maximiser l'absorption effective dans la couche active) et électriques (en particulier l'alignement correct des bandes de contact et de la couche de transport de charge par rapport au matériau absorbant).
Pour mener cette recherche, le candidat bénéficiera de l'environnement du groupe qui comprend un laboratoire humide (avec le soutien d'un ingénieur chimiste pour les nanocristaux), une salle blanche et un laboratoire de caractérisation. L'optimisation de la structure du dispositif sera menée de manière rationnelle grâce à des outils de caractérisation avancés dédiés à la spectroscopie (à la fois optique et électronique).
Le candidat travaillera en contact avec l'ingénieur de l'équipe qui sera chargé de fournir la solution de nanocristaux. Il travaillera également avec d'autres membres du sous-groupe imagerie et fera partie de la vie de l'équipe optoélectronique. Le projet est également en étroite collaboration avec New Imaging Technologies, qui sera chargé de fournir le circuit de lecture. Des caractérisations supplémentaires pourront être réalisées avec David Darson au LPENS. Le compte-rendu des résultats fait également partie des tâches attendues.

Activités
• Fabrication d'un film mince de nanocristaux
• Mesures optiques pour la caractérisation du film mince (microscopie, ellipsométrie)
• Conception électromagnétique du dispositif à l'aide de logiciels tels que COMSOL
• Fabrication en salle blanche incluant la caractérisation optique et électrique
• Caractérisation optoélectronique du capteur infrarouge (I-V, spectre de photocourant, réponse temporelle, bruit, mesures cryogéniques)
• Des mesures ponctuelles au synchrotron pourraient également être nécessaires
• Le candidat sera également impliqué dans le maintien de la fonctionnalité de l'environnement du laboratoire. Cela inclut des considérations de sécurité et de propreté ainsi que des tâches de maintenance mineures.
• Présentation des résultats

Contexte de travail

Le doctorat est financé pour moitié par l'Agence Innovation Défense, c'est pourquoi le candidat doit être citoyen européen. Le travail sera réalisé à l'Institut des Nanosciences de Paris (INSP) dans l'équipe d'Emmanuel Lhuillier. Le travail se fera en collaboration avec des collaborateurs internes (autres membres du groupe, ingénieur du laboratoire), des collaborateurs de laboratoires académiques et des partenaires industriels.

Contraintes et risques

manipulation nanomateriaux et source de laser