Grand établissement public d'enseignement supérieur, pôle de recherche reconnu, élément fondateur de l'écosystème grenoblois : Grenoble INP, l'institut d'ingénierie et de management de l’Université Grenoble Alpes (UGA), occupe une place de premier plan dans la communauté scientifique et industrielle.
Grenoble INP - UGA est membre de réseaux internationaux de formation et recherche en ingénierie et management.
Il est reconnu dans les classements nationaux et internationaux.
Le LCIS (Laboratoire de Conception et d'Intégration des Systèmes) est un laboratoire de recherche public associant Grenoble INP -UGA et l'Université Grenoble Alpes, qui se situe sur le campus UGA de Valence.
Le LCIS rassemble plus de 60 chercheurs.ses en informatique, électronique et automatique autour des systèmes embarqués et communicants.
Les thématiques abordées concernent la sûreté et la sécurité des systèmes embarqués et distribués, la modélisation, l’analyse et la supervision des systèmes complexes ouverts et les systèmes radiofréquences sans fil communicants.
Site internet : https://esisar.grenoble-inp.fr/fr/recherche
Are you interested in this offer? Please click on the link below to discover the job description in English:
https://euraxess.ec.europa.eu/jobs/375004
La commutation électrique d'un PCM implique la modification de sa phase structurelle par l'application d'un gradient de température adapté à la transition souhaitée, c'est-à-dire d'un matériau conducteur à un isolant ou vice versa. Il existe différents types de chauffage, qui ont tous fait l'objet d'études approfondies (production et caractérisation) par le CEA LETI (DCOS), en collaboration avec le TIMA et le LCIS [1, 2].
Un courant continu peut induire un chauffage à travers le PCM lui-même [3-5], ou indirectement. Le premier cas est réservé à des applications spécifiques impliquant de petits commutateurs RF. Dans le second cas, un signal électrique chauffe un matériau intermédiaire hautement résistif (réchauffeur), qui transfère son énergie thermique au PCM [6] mais réduit les performances du commutateur (vieillissement accéléré et manque d'isolation). Enfin, le changement d'état peut être obtenu à l'aide d'un signal optique, qui présente le grand avantage de réduire la présence de matériaux conducteurs à proximité des lignes RF. Dans les trois cas, le changement de phase entraîne une variation significative de la résistivité du matériau. Un aspect essentiel des travaux menés par ces trois laboratoires, et en particulier par le CEA (DCOS), consiste à développer une voie technologique directement compatible avec les technologies CMOS [4].
Une première thèse de doctorat réalisée entre 2015 et 2018 [1] s'est concentrée sur les commutateurs activés par chauffage direct et indirect. Les principaux résultats obtenus sont les suivants :
1) la démonstration qu'il est possible de produire de tels commutateurs pour des applications dans le domaine des ondes millimétriques avec la contrainte de compatibilité avec les technologies CMOS.
2) Qu'il est possible de produire des commutateurs à activation directe avec des performances comparables à celles utilisant un élément chauffant. Suite à ces résultats, une thèse de doctorat impliquant le CEA (DCOS), le TIMA et le LCIS a débuté en 2021, avec l'objectif ambitieux de lancer des travaux (dans le cadre de la thèse) sur la fabrication de commutateurs millimétriques à actionnement optique intégré [2]. Bien que la possibilité d'utiliser un laser pour modifier l'état de ces matériaux soit connue depuis longtemps (CD, DVD) et que des démonstrations aient été réalisées ces dernières années à l'aide d'un contrôle optique par irradiation laser, notamment au laboratoire XLIM mais aussi au CEA, montrant de grandes possibilités de cyclage pour les commutateurs optiques [9], aucun dispositif intégrant un contrôle optique sur puce n'a encore été présenté à ce jour. Les premiers dispositifs intégrant ce nouveau type d'activation devraient être fabriqués en 2024, mais ils ne seront pas caractérisés en raison du temps limité disponible dans le cadre de la thèse. La présente demande vise à étendre ces travaux afin de caractériser les dispositifs actuellement fabriqués au CEA, ainsi qu'à concevoir des topologies d'activation optique optimisées développées sur la base d'une approche multiphysique qui n'a pas pu être mise en œuvre jusqu'à présent.
Références :
[1] A. Leon, "Commutateurs RF à base de matériaux à changement d’état : conception, caractérisation et application," Thèse de doctorat, Université Grenoble Alpes, 2018.
[2] A. Naoui, "Integration of RF switches based on chalcogenide phase change materials," Thèse de doctorat - soutenance prévisionnelle oct. 2024, Université Grenoble Alpes - Grenoble INP.
[3] A. Léon et al., "RF Power-Handling Performance for Direct Actuation of Germanium Telluride Switches," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 68, no. 1, pp. 60-73, Jan. 2020, doi:0.1109/TMTT.2019.2946145.
[4] A. Léon, B. Reig, V. Puyal, E. Perret, P. Ferrari, and F. Podevin, "High Performance and Low Energy Consumption in Phase Change Material RF Switches," in 2018 48th European Microwave Conference (EuMC),2018: IEEE, pp. 491-494.
[5] A. Léon et al., "In-depth caracterisation of the structural phase change of germanium telluride for RF switches," in 2017 IEEE MTT-S International Microwave Workshop Series on Advanced Materials and Processes for RF and THz Applications (IMWS-AMP), 2017: IEEE, pp. 1-3.
[6] A. Naoui, B. Reig, E. Perret, M. El-Chaar, and F. Podevin, "Indirect Electrical-Control Through Heating of a GeTe Phase Change Switch and Its Application to Reflexion Type Phase Shifting," in 2023 International Microwave and Antenna Symposium (IMAS), 7-9 Feb. 2023 2023, pp. 13-16, doi: 10.1109/IMAS55807.2023.10066891.
[7] C. Mercier, "Integration and optimisation of PCM (Phase Change Material) based RF Switch for 5G & beyond applications," Thèse de doctorat - soutenance prévisionnelle fév. 2025, Université de Lille, Institut d'Électronique de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN).
[8] I. Charlet et al., "RF Performance of Large Germanium Telluride Switches for Power Application," in 2023 18th European Microwave Integrated Circuits Conference (EuMIC), 2023.
[9] I. Charlet et al., "Optical Actuation Performance of Phase-Change RF Switches," in IEEE Electron Device Letters, doi: 10.1109/LED.2023.3347800. See https://ieeexplore.ieee.org/document/10375521.
Niveau minimum requis: Doctorat (Bac +8) n microélectronique