Doctorat (H/F) : Etude et développement de matrices de détecteurs à inductance cinétique KIDs optiques pour le projet AMINO

Description du Poste

Sujet De Thèse

Etude et développement de matrices de détecteurs à inductance cinétique KIDs optiques pour le projet AMINO.

Le détecteur MKID (Microwave Kinetic Inductance Detector) est un résonateur de type LC réalisé à partir de matériaux supraconducteurs, dont la fréquence et la phase sont modifiées par l’absorption de photons incidents. Ce changement de fréquence permet alors de détecter l'arrivée du photon et, par le biais d’une calibration, d’en déduire son énergie. Ces capteurs peuvent opérer en mode comptage de photons permettant de réaliser la spectrophotométrie sans recourir à un système de dispersion sur le chemin optique. Le multiplexage en fréquence des MKIDs permet la mise en œuvre de matrices comprenant plusieurs milliers de pixels qui peuvent être lus en parallèle par une seule ligne de lecture. Ici, chaque pixel, ou circuit LC, a sa propre fréquence de résonance. Les MKIDs sont une technologie de détection innovante qui ouvrira un large éventail d'applications en astronomie et astrophysique.

Cependant, les MKID actuels ont un faible pouvoir de résolution R = λ/Δλ de 4. Ce dernier doit être amélioré et porté à 20 à environ 550 nm pour répondre aux exigences du nouveau projet AMINO (Advanced Multi-spectral Imaging using Novel wavefront sensors with Optical photon-counting detectors). Cela peut être réalisé à la fois en améliorant les performances des détecteurs et en mettant en œuvre de nouveaux algorithmes de traitement du signal. Porté par le laboratoire LIRA, AMINO permettra l’imagerie multispectrale utilisant de nouveaux analyseurs de front d'onde avec des MKIDS opérant en mode comptage de photons. Ces nouveaux MKIDs seront conçus pour la détection et l'étude des exoplanètes.

Missions
Développement des détecteurs à inductance cinétique fonctionnant dans l'infrarouge proche et le visible au LUX, à l'Observatoire de Paris en étroite collaboration avec ses partenaires le LIRA de l’Observatoire de Paris et l’APC de l'Université de Paris. Le doctorant participera particulièrement à la mise en œuvre de nouvelles géométries de MKIDs optiques en étudiant leurs performances à très basse température (≤100 mK). Le (la) doctorant(e) participera aussi au développement de l'instrument qui comprend notamment un cryostat 100mK et une électronique de lecture rapide dédiés.

Activités
- Elaboration et mise au point des procédés de micro-fabrication des détecteurs MKIDs optiques.
- Participation à la conception des circuits hyperfréquences à base de supraconducteurs pour la détection de photons dans le visible et l'infrarouge proche à l'aide de logiciels de simulation électromagnétiques.
- Caractérisation des propriétés physiques et supraconductrices (résistivité, température critique, etc.) des matériaux à partir desquels seront réalisés les détecteurs.
- Participation à la caractérisation en environnement cryogénique et analyse des résultats des détecteurs réalisés.
- Participation à l’intégration des matrices de MKIDs dans le système de lecture de l'instrument.

Compétences attendues
Le/La candidat(e) devra posséder un solide bagage en :
- Physique du solide,
- nano et micro-technologie en salle de blanche (techniques de dépôt de couches minces, photolithographie, microscopie électronique, etc),
- Caractérisation de couches minces (contrainte, résistivité, etc),
- Mesure et caractérisation de détecteurs à des températures sub-Kelvin.

Il/Elle travaillera en équipe, mais doit aussi faire preuve d'autonomie, de rigueur et de dynamisme. Le candidat doit être capable de synthétiser ses travaux et de les valoriser au travers de publications et de présentations à des conférences internationales.

Votre Environnement de Travail

Le projet AMINO met en place un réseau collaboratif réunissant des experts de premier plan en optique, en électronique et en astrophysique, au sein de quatre laboratoires français situés à Nice, Marseille, Meudon et Paris. Ce doctorat en instrumentation astronomique destiné aux futures missions spatiales se situe à la croisée de l'ingénierie et de l'astrophysique, offrant ainsi une opportunité interdisciplinaire unique dans un domaine très prometteur. C'est une excellente opportunité pour les candidats souhaitant se lancer dans une carrière universitaire de haut niveau, mais qui ouvre également des perspectives d'emploi passionnantes au sein d'agences spatiales ou d'entreprises, dans les domaines de l'électronique, de l'aérospatiale ou de l'instrumentation de pointe.

Le/La candidat(e) recruté(e) intégrera le groupe de recherche et développement instrumental du LUX, un des laboratoires de l’Observatoire de Paris, qui est aussi une Unité Mixte de Recherche du CNRS. Il/Elle travaillera également en étroite collaboration avec le LIRA de l’Observatoire de Paris, ainsi que de l’APC de l’Université de Paris Cité. La thèse sera codirigée par Faouzi Boussaha (LUX) et Pierre Baudoz (LIRA).

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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