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Electronique flexible à base de matériaux 1D/2D (H/F)

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

Date Limite Candidature : mercredi 24 mars 2021

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Informations générales

Référence : UMR8520-EMIPAL-003
Lieu de travail : VILLENEUVE D ASCQ
Date de publication : mercredi 10 février 2021
Nom du responsable scientifique : Henri Happy
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 5 avril 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

L'électronique imprimée est un ensemble de méthodes d'impression permettant de déposer des matériaux électroniques (isolants, conducteurs et semi-conducteurs) sur des substrats arbitraires afin de créer une large gamme de dispositifs, tels que des transistors organiques à couche mince (OTFT), des dispositifs émetteurs de lumière (LED), des diodes, des détecteurs, etc. Parmi les différentes techniques d'impression, l'impression à jet d'encre est une technologie adaptée et peu coûteuse (évitant le gaspillage de matériaux) pour l'électronique flexible, lorsque la haute résolution est le critère principal. Cependant, l'amélioration de la qualité et de la fiabilité des motifs imprimés en termes de géométrie et de résolution reste un défi. Cela signifie que les dimensions des motifs imprimés doivent être aussi proches que possible de la valeur de conception, et que les défauts des motifs, tels que les trous et la limite approximative du motif, doivent être bien contrôlés. Les objectifs de cette étude sont les suivants :

1)- Développer des méthodes de fabrication originales à grande échelle / à faible coût et à haute fiabilité
Ici, nous considérerons principalement l'approche de l'impression à jet d'encre comme la technique de dépôt la plus utilisée. L'attention se portera sur les dispositifs nécessitant une haute résolution, une bonne fiabilité et une faible perte. Pour cet objectif, (i) la conception et la fabrication de dispositifs passifs nécessitant une haute résolution tels que des lignes de transmission à faible impédance, des filtres, des antennes seront réalisées. De même, (ii) la conception et la fabrication de dispositifs actifs utilisant des matériaux 2D avec des contacts drain-source courts (autour de µm) seront explorées. Les matériaux 2D en solution tels que les MoS2 et WSe2 CVD seront utilisés comme couches actives transférées à partir de substrats rigides, ou les matériaux traités en solution comme les NTC, qui ont démontré qu'ils offraient de bons rapports marche/arrêt élevés ainsi que de grandes mobilités. Les diélectriques tels que le parylène ou l'Al2O3 seront pris en compte, qui ont des potentiels à exploiter à des fréquences élevées.

2)- Démontrer des circuits prototypes fonctionnels, rapides et flexibles, combinant plusieurs types de blocs de dispositifs actifs et passifs.
Nous considérons que si la première partie est réussie, le projet rassemblera les éléments nécessaires pour passer des dispositifs aux circuits et aux fonctions. En effet, en extrayant le circuit électrique des dispositifs actifs et passifs, il sera possible de concevoir et de fabriquer avec une technologie entièrement imprimée des circuits numériques et analogiques ayant des fonctionnalités différentes. Les démonstrateurs conventionnels seront d'abord visés : onduleurs complémentaires, oscillateurs, amplificateurs. Ils ne constituent pas des cibles climatiques, mais représentent une étape naturelle dans la feuille de route du projet. Le choix des fonctions originales sera défini au cours du projet.

3)- Benchmarker les fonctionnalités de ces circuits pour des applications dans plusieurs domaines. Après la caractérisation des circuits et systèmes électroniques, nous envisagerons les progrès décisifs dans le domaine de l'IoT et potentiellement dans le domaine des capteurs.

Contexte de travail

Cette thèse de doctorat fait partie du projet EU-Graphene-Flagship et sera réalisée sous la supervision du Pr. Happy, le chef adjoint du programme de travail sur l'électronique flexible, et nous collaborerons étroitement avec l'équipe de l'université de Pise. Le candidat retenu rejoindra l'équipe Carbon de l'IEMN, qui possède déjà une solide expérience de l'électronique imprimée et des applications haute fréquence.

Contraintes et risques

Work in a clean room environment.

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