Description du sujet de thèse

Les jonctions tunnel superparamagnétiques sont des nouveaux composants spintroniques, c'est-à-dire exploitant à la fois les propriétés électriques et magnétiques des électrons, qui commutent naturellement entre deux états binaires sous l'effet du bruit thermique, de manière parfaitement aléatoire. De tels composants peuvent générer des bits aléatoires avec une consommation énergétique très faible. Ils peuvent également servir de brique de base pour des « machines d'Ising », un modèle de calcul émergent, inspiré de la structure des matériaux magnétiques, particulièrement adapté pour certains problèmes d'optimisation et d'apprentissage machine.

Un système électronique à base de jonctions tunnel superparamagnétiques ne peut fonctionner exclusivement à base de ces composants, qui sont passifs : il nécessite également des éléments actifs, typiquement des transistors de type MOSFET issus d'une technologie CMOS. Cette vise vise à concevoir les circuits CMOS devant être associés à des jonctions tunnel superparamagnétiques pour réaliser des machines d'Ising à faible consommation électrique. Ce projet nécessite la conception de différents types de circuits : analogiques pour le contrôle des jonctions, mixtes analogiques/numériques pour faire le lien entre le domaine des jonctions et les fonctions purement CMOS numériques assurant la communication entre les différentes briques de base du système. Ces circuits seront évalués en fonction des variabilités de process, de tension et de température, et par benchmark avec des approches alternatives exploitant ou non la spintronique.

Contexte de travail

La thèse aura lieu dans l'équipe INTEGNANO du Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies, centrée sur une approche intégrative et multidisciplinaire du développement de nouveaux dispositifs basés sur la charge et le spin. Nous combinons des compétences en nano-magnétisme et en électronique, en science des matériaux, en conception de circuits et en architectures informatiques innovantes. Nos intérêts de recherche vont de l'étude des phénomènes fondamentaux à la conception de nouveaux dispositifs ayant un potentiel pour des applications technologiques dans le traitement et le stockage de l'information.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.