Description du sujet de thèse

Les réseaux de capteurs sans fils peuvent collecter de nombreux paramètres utiles pour le monitoring des procédés industriels. Leur déploiement est cependant limité par des difficultés liées à l’alimentation des capteurs. Le projet IoTEGH qui finance cette thèse propose de développer des nanogénérateurs thermoélectriques planaires (nanoTEGs) basés sur des matériaux de type Heusler Fe-V-Al adaptés à cette application. Ces nanoTEGs pourraient générer une puissance électrique suffisante pour alimenter des capteurs connectés de façon complètement autonome, sans piles ni fils. L'Institut Néel en collaboration avec la start-up MOÏZ, coordinateur du projet, développe des nanoTEGs utilisant des couches minces de Bi2Te3. Ce matériau est standard pour un usage massif mais les spécificités de la technologie nanoTEG font qu’il n’est pas le plus adapté pour cet usage. La résistance des couches minces de Bi2Te3 est trop élevée pour que les nanoTEGs soient implémentés au sein d’un vrai dispositif. Pour réduire cette résistance interne, le Bi2Te3 peut être remplacé par des alliages Fe2VAl de type Heusler plus conducteurs, plus abondants et moins toxiques. L’objectif du travail de thèse est d’optimiser et de caractériser des films minces de la famille Fe-V-Al en utilisant un procédé de pulvérisation cathodique multicible en vue de leur intégration sur des membranes en SiN suspendues pour le développement de nanoTEGs.

Compétences attendues
- Titulaire d'un master (ou équivalent) garantissant des connaissances approfondies en science des matériaux et sur les matériaux pour l’énergie (en particulier dans les matériaux thermoélectriques)
- Forte aptitude aux sciences expérimentales (synthèse et analyse)
- Sens de l'organisation
- Facilité de communication en anglais
- Connaissances dans le domaine des dispositifs thermoélectriques en couches minces seront un atout indéniable

Contexte de travail

La thèse proposée sera réalisée à l'Institut Néel du CNRS de Grenoble (UPR2940) dans l’équipe TPS (Thermodynamique et Biophysique des Petits Systèmes).
Elle s'inscrit dans le cadre du projet IOTEGH financé par l'Agence Nationale de la Recherche.
L'Institut NÉEL est une Unité propre de recherche du CNRS (UPR2940) conventionnée avec l'Université Grenoble Alpes. C'est l'un des plus grands instituts de recherche français pour la recherche fondamentale en matière condensée, enrichi par des activités interdiscipinaires à l'interface de la chimie, ingénierie et biologie. Il emploie 450 personnes dont 175 chercheurs.
Nous sommes situés sur le Campus CNRS de Grenoble, au centre d'un environnement unique, scientifique, industriel et culturel, au cœur des Alpes françaises.
L'équipe actuelle s'appuie sur de nombreux pôles technologiques tels que la nanofabrication, la cryogénie, l'optique, la diffraction RX... qui seront très utiles pour la caractérisation des couches minces et la construction et le test de microdispositifs thermoélectriques. Tous les moyens communs de l’Institut Néel seront mis à disposition pour la réussite du projet. Des déplacements hors région auront lieu durant la thèse

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.