Description du sujet de thèse
Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
Sujets de thèse
Effet du rayonnement gamma sur les mémoires non-volatile à base de hafnia pour des applications en environnements extrêmes
Contrat
Thèse
Description de l'offre
L'émergence des mémoires ferroélectriques à base de HfO2 a ouvert un nouveau paradigme pour le calcul embarqué à très basse consommation d'énergie. L'oxyde d'hafnium est pleinement compatible avec la technologie CMOS et est intrinsèquement à basse consommation d'énergie, trois ordres de grandeur plus faible que d'autres technologies émergentes de mémoires non-volatile.
Ces avantages s'alignent avec les applications stratégiques dans l'espace, la défense, le médical, la sûreté nucléaire et le transport lourd, où l'électronique doit faire face aux environnements extrêmes d'irradiation.
L'imprint induit un décalage de la réponse polarisation-tension (P-V) sur l'axe du voltage, attribué au piégeage/dépiégeage de charge, épinglement des domaines et aux défauts chargés tels que les lacunes d'oxygène. Tous ces phénomènes peuvent être accentués par l'irradiation.
Le projet utilisera des techniques avancées de spectroscopie des photoélectrons, notamment la photoémission induite par des rayons X durs avec le rayonnement synchrotron, ainsi que des analyses complémentaires de structure par la microscopie électronique à haute résolution, la diffraction des rayons X et la microscopie en champ proche. Les caractérisations expérimentales seront accompagnées par des calculs théoriques pour simuler la réponse du matériau à l'irradiation.
Ce travail sera développé dans le cadre d'une collaboration étroite entre le CEA/Leti à Grenoble, fournissant les échantillons, les dispositifs intégrés et les caractérisations électriques à l'échelle du wafer, et le CEA/Iramis à Saclay où le doctorant sera basé, pour l'ensemble des analyses des propriétés des matériaux, les irradiations, les expériences avec le rayonnement synchrotron et les caractérisation à l'échelle du dispositif.
Université / école doctorale
Physique en Île-de-France (EDPIF)
Paris-Saclay
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
Master 2 physique
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
Barrett Nicholas < email deleted for security reasons >
CEA
DRF/IRAMIS/SPEC/LENSIS
DRF/IRAMIS/SPEC
Bâtiment 462
CEA Saclay
91191 Gif sur Yvette
France
0169083272
Tuteur / Responsable de thèse
Barrett Nicholas < email deleted for security reasons >
CEA
DRF/IRAMIS/SPEC/LENSIS
DRF/IRAMIS/SPEC
Bâtiment 462
CEA Saclay
91191 Gif sur Yvette
France
0169083272
En savoir plus
https://iramis.cea.fr/spec/lensis/pisp/nick-barrett-2/
https://iramis.cea.fr/spec/lensis/
Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
Sujets de thèse
Effet du rayonnement gamma sur les mémoires non-volatile à base de hafnia pour des applications en environnements extrêmes
Contrat
Thèse
Description de l'offre
L'émergence des mémoires ferroélectriques à base de HfO2 a ouvert un nouveau paradigme pour le calcul embarqué à très basse consommation d'énergie. L'oxyde d'hafnium est pleinement compatible avec la technologie CMOS et est intrinsèquement à basse consommation d'énergie, trois ordres de grandeur plus faible que d'autres technologies émergentes de mémoires non-volatile.
Ces avantages s'alignent avec les applications stratégiques dans l'espace, la défense, le médical, la sûreté nucléaire et le transport lourd, où l'électronique doit faire face aux environnements extrêmes d'irradiation.
L'imprint induit un décalage de la réponse polarisation-tension (P-V) sur l'axe du voltage, attribué au piégeage/dépiégeage de charge, épinglement des domaines et aux défauts chargés tels que les lacunes d'oxygène. Tous ces phénomènes peuvent être accentués par l'irradiation.
Le projet utilisera des techniques avancées de spectroscopie des photoélectrons, notamment la photoémission induite par des rayons X durs avec le rayonnement synchrotron, ainsi que des analyses complémentaires de structure par la microscopie électronique à haute résolution, la diffraction des rayons X et la microscopie en champ proche. Les caractérisations expérimentales seront accompagnées par des calculs théoriques pour simuler la réponse du matériau à l'irradiation.
Ce travail sera développé dans le cadre d'une collaboration étroite entre le CEA/Leti à Grenoble, fournissant les échantillons, les dispositifs intégrés et les caractérisations électriques à l'échelle du wafer, et le CEA/Iramis à Saclay où le doctorant sera basé, pour l'ensemble des analyses des propriétés des matériaux, les irradiations, les expériences avec le rayonnement synchrotron et les caractérisation à l'échelle du dispositif.
Université / école doctorale
Physique en Île-de-France (EDPIF)
Paris-Saclay
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
Master 2 physique
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
Barrett Nicholas < email deleted for security reasons >
CEA
DRF/IRAMIS/SPEC/LENSIS
DRF/IRAMIS/SPEC
Bâtiment 462
CEA Saclay
91191 Gif sur Yvette
France
0169083272
Tuteur / Responsable de thèse
Barrett Nicholas < email deleted for security reasons >
CEA
DRF/IRAMIS/SPEC/LENSIS
DRF/IRAMIS/SPEC
Bâtiment 462
CEA Saclay
91191 Gif sur Yvette
France
0169083272
En savoir plus
https://iramis.cea.fr/spec/lensis/pisp/nick-barrett-2/
https://iramis.cea.fr/spec/lensis/
