Description du sujet de thèse

Dans le cadre du PEPR MolecularXiv, qui vise à développer des technologies de rupture pour le stockage massif de données sous forme d’ADN, l’approche d’une synthèse localisée sur puce CMOS via la modulation électrochimique du pH représente une voie particulièrement prometteuse. Elle permet d’envisager une intégration à très grande échelle avec un potentiel de parallélisation unique, ouvrant la voie à des plateformes de synthèse comprenant plusieurs millions de sites adressables individuellement.
Cette thèse s’inscrit dans ce contexte stratégique et aura pour objectif d’explorer et de concevoir des sites de synthèse électrochimique optimaux compatibles avec une intégration monolithique sur circuit CMOS. L’étude portera sur le design géométrique et fonctionnel des électrodes (micro vs nano, architecture planaire vs 3D), ainsi que sur les phénomènes physiques et électrochimiques associés à la génération de gradients de pH localisés. Un accent particulier sera mis sur la compatibilité technologique avec des procédés de fabrication en salle blanche pour une future co-intégration avec l’électronique CMOS, la compréhension de la chimie associé à l’interface de ces dispositifs de rupture ainsi que les effets inedits inherents à la tres petites echelles et les conditions optimales de synthèse de l’ADN.
Il s’agit d’un sujet à forte interdisciplinarité, au croisement de la micro/nanofabrication, de l’électrochimie appliquée, de l’ingénierie des interfaces bioélectroniques et de la chimie analytique. Le doctorant évoluera dans un environnement de recherche de premier plan et collaborera étroitement avec des équipes spécialisées en chimie de l’ADN, conception CMOS, et intégration technologique.

Contexte de travail

Le LAAS-CNRS est l’un des principaux laboratoires français spécialisés dans la micro- et nano-fabrication, disposant d’une salle blanche à la pointe de la technologie. C’est dans cet environnement de recherche de haut niveau que le doctorant sera formé, en interaction étroite avec les ingénieurs de la plateforme technologique. Les dispositifs développés seront ensuite encapsulés et caractérisés électrochimiquement à l’aide d’équipements spécialisés (notamment des potentiostats), dans un environnement microfluidique et en milieu aqueux.
Ce travail de recherche s’inscrira par ailleurs dans une dynamique de collaboration internationale étroite avec le LIMMS (Laboratory for Integrated Micro Mechatronic Systems), laboratoire mixte CNRS–IIS situé à l’Université de Tokyo, reconnu pour son expertise en nanoélectrochimie et en chimie de l’ADN. Le projet sera mené en collaboration directe et continue avec cette équipe de Tokyo.

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.

Contraintes et risques

Un séjour de plusieurs mois à Tokyo est envisagé dans le cadre de la thèse.