Sujet : Design et Conception de circuits micro-onde à base de Nitrure de Gallium pour les environnement thermiques extrêmes
Encadrants : Dr. Jeanne TREUTTEL (LERMA, Observatoire de Paris, Paris), jeanne.treuttel@obspm.fr
Dr. Martina WIEDNER (LERMA, Observatoire de Paris, Paris), martina.wiedner@obspm.fr
Dr. Mohammed Zaknoune (IEMN, Lille) mohammed.zaknoune@univ-lille.fr
Contexte du projet
Au cours des 15 dernières années, le LERMA-Observatoire de Paris associé au Centre des Nanosciences et des Nanotechnologies (C2N) travaille ensemble sur la conception et la réalisation de dispositifs électroniques, à base de diodes Schottky à l’arséniure de gallium (GaAs), afin de construire les récepteurs sensibles fonctionnant au Fréquences THz pour l’astronomie et l’astrophysique.
Récemment, le LERMA-C2N a développé et fabriqué les sources (multiplicateurs de fréquence) à 300GHz et 600GHz, ainsi que le détecteur 1.2THz (mélangeur de fréquence), qui ont été installés sur le Submillimeter Wave Instrument (SWI) pour le Jupiter ICy moon Explorer ( JUICE) mission de l’ESA, qui sera lancée en avril 2023 pour étudier Jupiter et ses lunes galiléennes. Les performances des mélangeurs à 600Hz et 1.2THz construits par le LERMA-C2N ont défini un nouvel état de l’art dans le domaine des détecteurs hétérodynes à ces fréquences.
Les prochaines missions ENVISION (NASA) et VERITAS (ESA), sélectionnées en 2022, ouvrent une nouvelle décennie d’exploration vers la planète Vénus. Vénus possède un environnement si extrême que l’atterrisseur le plus résistant, le soviétique Venera 13 (1981), n’a pu envoyer des données que pendant 2h07. La température moyenne de Vénus est de 464 °C, l’atmosphère y est dense avec des pluies d’acide sulfurique et la pression atmosphérique est 90 fois celle de la Terre.
Une nouvelle étape sera franchie en partenariat avec l’IEMN-Lille, pour remplacer le silicium, avec un matériau aux propriété thermiques intéressantes : le Nitrure de Gallium, GaN. Des premières étapes de fabrication et de designs ont été franchies qui seront revues et intégrables et adaptées aux nouveaux concepts des missions à environnement thermique extrêmes pendant ce(s) stage(s).
Objectifs
Aujourd’hui dans le domaine des ondes millimétriques, l’absence de sources ou systèmes électroniques compacts suffisamment puissants, résistants aux températures élevées et aux fortes radiations est un frein pour le développement d’applications scientifiques mais aussi industrielles. Ces applications concernent l’analyse spectrale du rayonnement dans le domaine millimétrique, submillimétrique
et Terahertz avec des détecteurs ultra-sensibles pour l’astrophysique, des imageurs pour la sécurité nucléaire, l’ingénierie des procédés. Si diverses approches technologiques ont été abordées, le plus pertinent semble d’aborder le domaine millimétrique en milieu hostile avec des composants à l’état solide bien plus aptes à résister.
Le stage consistera à développer une nouvelle génération de design de circuits micro-onde haute fréquence (90 GHz ou plus) à base de GaN. L’étudiant utilisera les derniers résultats développés par le groupe de collaboration LERMA-IEMN, en termes de design électromagnétique 3D, co-simulation et modèles physiques de composants, et se basera sur les performances des jonctions GaN développées à
l’IEMN Lille.
Profil du candidat
Niveau d’études requis : Master 1 ou diplôme d’ingénieur équivalent. Connaissances en électronique, électronique micro-onde, outils de simulation.
Une bonne connaissance de l’anglais est attendue.
Personne à contacter : Pour postuler, veuillez envoyer votre lettre de motivation, votre CV et vos lettres de recommandation (facultatives) à :
Dr. Jeanne TREUTTEL (LERMA, Observatoire de Paris, Paris), jeanne.treuttel@obspm.fr
Dr. Martina WIEDNER (LERMA, Observatoire de Paris, Paris), martina.wiedner@obspm.fr
Dr. Mohammed Zaknoune (IEMN, Lille) mohammed.zaknoune@univ-lille.fr