Description du sujet de thèse
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Sujets de thèse
Développement de µLED rouges et RGB pour les microécans et la communication rapide
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Contexte : Les microLED (µLED) constituent une technologie prometteuse pour la réalisation de mini-écrans à forte brillance (lunettes de réalité augmentée ou les montres connectées). D'une taille inférieure à 20 µm, ces µLED sont obtenues par gravure d'une structure planaire sur saphir intégrant des puits quantiques InxGa1-xN. La longueur d'onde émise est directement pilotée par la teneur x en indium des puits quantiques (x~15 % pour le bleu, 25 % pour le vert, 35-40 % pour le rouge). Si les nitrures offrent d'excellentes performances dans le bleu, l'efficacité chute fortement lorsque la taille des µLED diminue. Pour lever ce verrou, une approche innovante repose sur la réalisation de microfils en géométrie cœur/coquille. Cette architecture permet de préserver l'efficacité d'émission quelle que soit la taille et de pouvoir communiquer des données au GHz (technologie développée au sein de la start-up grenobloise Aledia). Malgré leur fort potentiel, les LED à microfils cœur/coquille se heurtent encore à un enjeu scientifique majeur: l'obtention d'émission rouge. L'incorporation d'indium reste limitée à 25 %, seuil insuffisant pour atteindre le rouge. Ce verrou technologique freine aujourd'hui l'émergence de µLED trichromatiques RGB. Notre équipe a démontré des résultats pionniers dans de domaine, où nous avons réalisé les 1er puits quantiques InGaN cœur/coquille à 15 % pour une émission bleue et à 25% pour une émission verte. Malgré ces avancées, le défi reste entier pour réaliser une émission rouge.
Objectifs : Une nouvelle idée a émergé pour aller au-delà des 25% pour la technologie microfil cœur-coquille et ainsi viser l'émission rouge, ce qui a donné lieu à un dépôt d'un brevet en 2025. Des résultats préliminaires se sont révélés très prometteurs et nous souhaitons poursuivre ce travail à travers une thèse avec un trible objectif :
- Démontrer l'émission rouge en variant les paramètres géométriques des microfils (diamètre...)
- Réaliser des µLED le rouge
- Réaliser des µLED trichromique RGB en un seul run de croissance
Collaborations: Ce projet s'appuie sur une étroite collaboration avec le LTM (Laboratoire de la Technologie de la Microélectronique) pour la réalisation de réseaux de microfils GaN par garvure. Les études d'épitaxie de LED cœur/coquille seront menées au CEA à PHELIQS grâce au bâti d'épitaxie MOCVD en intégrant des analyses structurales/optiques. La dernière étape vise à réaliser les dispositifs LED à microfils grâce au savoir-faire développé à l'Institut Néel via la salle blanche NanoFab.
Pourquoi rejoindre ce projet ? Acquérir une expertise en épitaxie, en physique des semiconducteurs et en optoélectronique. Travailler dans un environnement dynamique et collaboratif, étroitement lié au monde de l'industrie. Contribuer au développement des prochaines générations de µLED destinées aux micro-écrans et aux communications GHz.
Financement : Sujet de thèse financée par le Labex " µelectronics " de l'UGA.
Université / école doctorale
Ecole Doctorale de Physique de Grenoble (EdPHYS)
Université Grenoble Alpes
Localisation du sujet de thèse
Site
Grenoble
Critères candidat
Formation recommandée
M2 Nanosciences, Ecoles d'ingénieur
Demandeur
Disponibilité du poste
01/11/2026
Personne à contacter par le candidat
DURAND Christophe < email deleted for security reasons >
Grenoble-INP
DRF/IRIG/PHELIQS/NPSC
CEA-CNRS group 'Nanophysique et Semiconducteurs', PHELIQS, IRIG
CEA-Grenoble,
17 Avenue des Martyrs,
38000 Grenoble, France
04 38 78 19 77
Tuteur / Responsable de thèse
DURAND Christophe < email deleted for security reasons >
Grenoble-INP
DRF/IRIG/PHELIQS/NPSC
CEA-CNRS group 'Nanophysique et Semiconducteurs', PHELIQS, IRIG
CEA-Grenoble,
17 Avenue des Martyrs,
38000 Grenoble, France
04 38 78 19 77
En savoir plus
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Sujets de thèse
Développement de µLED rouges et RGB pour les microécans et la communication rapide
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Contexte : Les microLED (µLED) constituent une technologie prometteuse pour la réalisation de mini-écrans à forte brillance (lunettes de réalité augmentée ou les montres connectées). D'une taille inférieure à 20 µm, ces µLED sont obtenues par gravure d'une structure planaire sur saphir intégrant des puits quantiques InxGa1-xN. La longueur d'onde émise est directement pilotée par la teneur x en indium des puits quantiques (x~15 % pour le bleu, 25 % pour le vert, 35-40 % pour le rouge). Si les nitrures offrent d'excellentes performances dans le bleu, l'efficacité chute fortement lorsque la taille des µLED diminue. Pour lever ce verrou, une approche innovante repose sur la réalisation de microfils en géométrie cœur/coquille. Cette architecture permet de préserver l'efficacité d'émission quelle que soit la taille et de pouvoir communiquer des données au GHz (technologie développée au sein de la start-up grenobloise Aledia). Malgré leur fort potentiel, les LED à microfils cœur/coquille se heurtent encore à un enjeu scientifique majeur: l'obtention d'émission rouge. L'incorporation d'indium reste limitée à 25 %, seuil insuffisant pour atteindre le rouge. Ce verrou technologique freine aujourd'hui l'émergence de µLED trichromatiques RGB. Notre équipe a démontré des résultats pionniers dans de domaine, où nous avons réalisé les 1er puits quantiques InGaN cœur/coquille à 15 % pour une émission bleue et à 25% pour une émission verte. Malgré ces avancées, le défi reste entier pour réaliser une émission rouge.
Objectifs : Une nouvelle idée a émergé pour aller au-delà des 25% pour la technologie microfil cœur-coquille et ainsi viser l'émission rouge, ce qui a donné lieu à un dépôt d'un brevet en 2025. Des résultats préliminaires se sont révélés très prometteurs et nous souhaitons poursuivre ce travail à travers une thèse avec un trible objectif :
- Démontrer l'émission rouge en variant les paramètres géométriques des microfils (diamètre...)
- Réaliser des µLED le rouge
- Réaliser des µLED trichromique RGB en un seul run de croissance
Collaborations: Ce projet s'appuie sur une étroite collaboration avec le LTM (Laboratoire de la Technologie de la Microélectronique) pour la réalisation de réseaux de microfils GaN par garvure. Les études d'épitaxie de LED cœur/coquille seront menées au CEA à PHELIQS grâce au bâti d'épitaxie MOCVD en intégrant des analyses structurales/optiques. La dernière étape vise à réaliser les dispositifs LED à microfils grâce au savoir-faire développé à l'Institut Néel via la salle blanche NanoFab.
Pourquoi rejoindre ce projet ? Acquérir une expertise en épitaxie, en physique des semiconducteurs et en optoélectronique. Travailler dans un environnement dynamique et collaboratif, étroitement lié au monde de l'industrie. Contribuer au développement des prochaines générations de µLED destinées aux micro-écrans et aux communications GHz.
Financement : Sujet de thèse financée par le Labex " µelectronics " de l'UGA.
Université / école doctorale
Ecole Doctorale de Physique de Grenoble (EdPHYS)
Université Grenoble Alpes
Localisation du sujet de thèse
Site
Grenoble
Critères candidat
Formation recommandée
M2 Nanosciences, Ecoles d'ingénieur
Demandeur
Disponibilité du poste
01/11/2026
Personne à contacter par le candidat
DURAND Christophe < email deleted for security reasons >
Grenoble-INP
DRF/IRIG/PHELIQS/NPSC
CEA-CNRS group 'Nanophysique et Semiconducteurs', PHELIQS, IRIG
CEA-Grenoble,
17 Avenue des Martyrs,
38000 Grenoble, France
04 38 78 19 77
Tuteur / Responsable de thèse
DURAND Christophe < email deleted for security reasons >
Grenoble-INP
DRF/IRIG/PHELIQS/NPSC
CEA-CNRS group 'Nanophysique et Semiconducteurs', PHELIQS, IRIG
CEA-Grenoble,
17 Avenue des Martyrs,
38000 Grenoble, France
04 38 78 19 77
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