Lundi 13 Mai à 11h - Lieu : Salle des séminaires de l'Im2np, campus de Saint Jérôme, aile 1, niveau 6 service 161

Séminaire de Isabelle Jouanny

Relations surface - structure - propriétés macroscopiques (films minces, composites et nanostructures)

Les études réalisées ont porté sur différents types de matériaux (films minces, composites, nanostructures) pour des applications fondamentales et appliquées, notamment des applications  biomédicale, aéronautique, spatiale et nucléaire. Un des objectifs a été de concevoir et de caractériser des matériaux sous forme de films minces afin d'obtenir des matériaux à structures contrôlées pour des applications mécaniques et tribologiques. En particulier des films minces d'oxyde de titane ont été étudiés comme couche d'accroche entre l'hydroxyapatite (constituant de l'os) et l'alliage de titane (constituant de l'implant) pour des applications biomédicales de type prothèse. D'autres films constitués de carbone nanoporeux et de carbure de titane ont été explorés pour servir de déviateur de fissures au sein de composites à matrice céramique pour des applications spatiales.    
Des composites à renforts fibres ont également été étudiés dans le but de minimiser les énergies aux interfaces en vue d'obtenir de meilleures propriétés thermomécaniques au sein de propulseurs ioniques utilisés dans les petits satellites. La texture des fibres, la relation d'orientation fibre/matrice et les différentes interfaces ont été étudiées.           
D'autres études ont porté sur la compréhension de la stabilité thermique et de la stabilité chimique de nanostructures et de phases métastables. Les matériaux Fe-N, Fe-C et Fe-N-C ont été explorés dans une large gamme de composition en non-métaux, N et C, dans le but de découvrir de nouvelles phases à structures et microstructures inédites. La stabilité thermique des matériaux de type cœur-coquille a été étudiée à 850°C par microscopie in situ.Pour atteindre ces objectifs, des approches pluridisciplinaires ont été utilisées pour déterminer les relations entre élaboration, structures et propriétés avec l'utilisation de méthodes de caractérisation telles que DRX, MEB, MET, MET in situ, EELS, XEDS...

 Lundi 13 Mai 2013 à 10h30 - Lieu : Amphithéâtre 3A de Polytech Marseille, IMT - Technopôle de Château Gombert

Soutenance de thèse de Docteur de l'Université de Sauveur TIRANO

Intégration et caractérisation électrique d’éléments de mémorisation à commutation de résistance de type back-end à base d'oxydes métalliques

Cette thèse porte principalement sur la caractérisation électrique et la modélisation physique d’éléments mémoires émergents de type OxRRAM (Oxide Resistive Random Access Memory) intégrant soit un oxyde de nickel, soit un oxyde de hafnium. Une fois la maturité technologique atteinte, ce concept de mémoire est susceptible de remplacer la technologie Flash qui fait encore figure de référence. Les principaux avantages de la technologie OxRRAM reposent sur une très bonne compatibilité avec les filières CMOS, un faible nombre d’étapes de fabrication, une grande densité d’intégration et des performances attractives en termes de fonctionnement. Le premier objectif de ce travail concerne le diélectrique employé dans les cellules. Il s’agit d’apporter des éléments factuels permettant d’orienter un choix technologique sur la méthode d’élaboration de l’oxyde de nickel (oxydation thermique ou pulvérisation cathodique réactive) puis d’évaluer les performances de cellules à base d’oyxde de hafnium. Le second objectif est d’approfondir la compréhension des mécanismes physiques responsables du changement de résistance des dispositifs mémoire par une approche de modélisation physique des phénomènes opérant lors des phases d’écriture et d’effacement, sujet encore largement débattu dans la communauté scientifique. Le troisième objectif de cette thèse est d'évaluer, par le biais de caractérisations électriques, les phénomènes parasites intervenant dans les éléments mémoires de type 1R (élément résistif sans dispositif d’adressage) et, en particulier, la décharge capacitive apparaissant lors de leur programmation (opérations d’écriture).

 Jeudi 02 Mai à 14h - Lieu : Salle des séminaires de l'Im2np, campus de Saint Jérôme, aile 1, niveau 6 service 161

Séminaire de Nadia Grillet IPCMS, Strasbourg
 
Exploration du nano-monde : de la plasmonique, à la nanofabrication et la catalyse.
 
La réponse optique de nanostructures métalliques est caractérisée par une amplification locale du champ électromagnétique appelée Résonance Plasmon de Surface reliée à leur nature et leur morphologie. Pour étudier la réponse optique d’une nanoparticule unique, un dispositif ultra-sensible de spectroscopie à modulation spatiale (SMS) utilisant une source de lumière blanche a été utilisé afin de mesurer la section efficace d’extinction absolue de nano-objets uniques sur un large domaine spectral. Des images de microscopie électronique à transmission (MET) peuvent être obtenues indépendamment sur les mêmes objets pour corréler directement la morphologie des nanoparticules et leur signature optique. Le couplage plasmonique entre deux nano-objets d’argent [1] et le photo-vieillissement de nanoparticules uniques d’argent [2] ont été étudiés grâce au couplage entre la SMS et la MET.
D’autre part, dans le contexte très important de l’utilisation des agrégats bimétalliques dans des domaines tels que l’optique, l’électromagnétisme ou encore la catalyse, la structure atomique d’agrégats bimétalliques déposés grâce à une source magnétron [3] a été observée par MET haute-résolution en fonction de la taille ou encore du ratio entre chaque métal.
Enfin, une étude systématique de la structure de catalyseurs nanométriques industriels utilisés dans des réactions d’hydrocraquage a été réalisée par diverses techniques de microscopie électronique à chaque étape de la synthèse de ces catalyseurs permettant ainsi d’accéder à la fois à leur morphologie, leur porosité ainsi que leur composition chimique.
 
[1] N. Grillet, et al., ACS Nano 5, 9450 (2011)
[2] N. Grillet, et al., JPCC 117, 2274 (2013)
[3] R. Reichel et al., J. of Nano. Res. 8, 405 (2006).

 Jeudi 02 Mai à 11h - Lieu : Salle des séminaires de l'Im2np, campus de Saint Jérôme, aile 1, niveau 6 service 161

Séminaire de Julien Nicolai, Cemes-CNRS UPR 8011, Toulouse
 
Etude quantitative par Microscopie Electronique en Transmission de nanostructures dans les matériaux semiconducteurs.
 
Les semiconducteurs sont à   la base de nombreux syst`emes de pointe (micro´electronique , opto´electronique). Les propri´et´es macroscopiques  des structures r´ealis´ees sont de plus en plus sensibles `a la qualit´e de la structure cristalline. Il est donc important de comprendre la relation qui existe entre les proc´ed´es d’´elaboration et la structure cristalline.
Un premier exemple concernera la d´etermination  de la stœchiom´etrie  des pr´ecipit´es  de SiOx   nucl´e´es dans le silicium lors des ´etapes de recuits haute temp´erature sous atmosph`ere oxydante, proc´ed´e largement r´epandu dans l’industrie de la micro´electronique.  Celle-ci sera d´etermin´ee de deux mani`eres distinctes, l’une directe (EDX), l’autre indirecte (´evolution des dimensions  caract´eristiques en fonction du temps de recuit). Les r´esultats obtenus par ces deux techniques seront ensuite confront´es.
Un second exemple consistera  en l’´etude  de multicouches InAs/AlSb.  Du fait  de son large d´ecalage de bande de conduction (2.1 eV ) ce type de syst`eme a permis de r´ealiser des lasers `a cascades quantiques ´emettant `a de faibles longueurs d’onde (< 3µm).  La barri`ere et le puits ´etant constitu´es d’´el´ements III et V diff´erents l’interface entre ces deux couches peut ˆetre soit de type AlAs, soit de type InSb. Ces interfaces peuvent induire des d´eformations relativement importantes, respectivement −7% et +7%, susceptibles de modifier les niveaux d’´energie.  L’enjeu est donc de parvenir `a contrˆoler la nature de ces interfaces  en ap- pliquant des s´equences de croissance particuli`eres.  La d´etermination de la nature de l’interface, en fonction de la s´equence utilis´ee, a ´et´e r´ealis´ee par METHR (cs-corrig´ee) coupl´ee `a la mesure Geometric Phase Anal- ysis. Cette analyse de la d´eformation induite par l’interface, permettant de remonter `a la nature chimique de celle-ci, a ´et´e confront´ee `a des observations  par STEM-HAADF  haute r´esolution.  De plus, les ´etats de d´eformation  ont ´et´e  simul´es  par la m´ethode  des ´el´ements  finis en prenant  en compte les ph´enom`enes  de relaxation de lame mince. Une excellente ad´equation entre ces m´ethodes a ´et´e obtenue, montrant qu’il est possible de mettre en ´evidence les fortes d´eformations induites par des interfaces  et d’en forcer la nature en utilisant des conditions d’´elaboration appropri´ees.

 Lundi 29 avril 2013 à 14h30 - Lieu : Salle des thèses, campus de Saint Jérôme.

Soutenance de thèse de Docteur de l'Université de Gabriel Elias

"Solitons magnétiques et transitions topologiques"


Dans cette thèse nous étudions théoriquement et numériquement les solitons magnétiques et leurs transitions topologiques. Dans une première partie, nous trouvons une solution en 3 dimensions appelée Point de Bloch qui vient de la minimisation de l'énergie d'échange, de l'énergie de Landau et de l'énergie dipolaire. Les oscillations autour du point de Bloch sont trouvées et quantifiées pour étudier le rôle des fluctuations quantiques dans sa stabilité. Dans une deuxième partie, nous regardons l'évolution d'un système ferromagnétique avec des textures de topologie non-triviale, couplé à des électrons itinérants qui interagissent avec la texture au moyen de leurs spins. Ce système physique est modelé avec l'équation de Landau-Lifshitz-Gilbert couplée à l'équation de Schrödinger des électrons quantiques. Des transitions topologiques sont observées et mises dans un cadre général. De la grande quantité des transitions topologiques observées, nous distinguons les différents rôles que jouent les électrons selon le régime et l'ensemble de paramètres. Les ordres de grandeur temporels et spatiales des transitions topologiques montrent l'importance des effets quantiques ainsi que des effets de discrétisation du problème.

 Vendredi 26 avril 2013 à 10h30 - Lieu : Amphithéâtre Ponte, campus de Saint Jérôme.

Soutenance de thèse de Docteur de l'Université de Roger Delattre

"Etude et simulation de la siliciuration du cobalt en couches ultra-minces pour la microélectronique : cinétique de formation, contraintes, texture et redistribution des dopants"

Ce travail de thèse consiste en l’étude des mécanismes de formation de CoSi2 par diffraction X in-situ et son implémentation dans un simulateur commercial TCAD (Technology Computer Aided Design). Nous avons observé que la formation du CoSi2 (obtenu pour 50 nm de cobalt) est contrôlée par la germination dans les premiers instants de la réaction où les germes croissent latéralement jusqu’à leur coalescence. Cette dernière marque également la modification du mécanisme de croissance du CoSi2 qui est alors contrôlée par la diffusion et dont la cinétique a également été quantifiée. En fin de réaction, la source de CoSi s’épuise en formant des îlots discontinus en surface du CoSi2 et ralentit sa vitesse de formation. L’étude de ces mécanismes en température nous a permis d’établir des cinétiques de croissance pour ces différents régimes. Nous avons également montré que pour l’épaisseur la plus fine de notre étude (10 nm de cobalt déposé), la croissance de CoSi2 n’est contrôlée que par la croissance des germes.
La cinétique de formation de CoSi2 a été étudiée en fonction du dopage du substrat : l’arsenic ralentit la vitesse de formation du CoSi2 contrairement au bore.
Au cours de ces croissances, l’évolution des contraintes des films de CoSi2 est également analysée. Ce dernier  croit en compression jusqu’à atteindre -700 MPa lors de sa formation.
Nous avons développé, à partir de ces résultats expérimentaux, un modèle TCAD en une dimension permettant de réaliser la croissance séquentielle des siliciures de cobalt et de reproduire avec un bon accord les cinétiques de croissances de CoSi2. L’extension de ce modèle en deux dimensions permet de prendre en compte des effets topographiques bidimensionnels tel que l’absence de croissance sous les espaceurs.
Les redistributions de l’arsenic, du phosphore et du bore aux interfaces CoSi/Si et CoSi2/Si sont également analysées en prévision de la simulation électrique de composants siliciurés selon notre modèle.
Dans ce travail nous apportons une meilleure compréhension des mécanismes de croissance du disiliciure de cobalt dans le cadre du procédé de siliciuration dans les technologies silicium. Nous proposons également un outil de simulation prédictif pour la formation des siliciures de cobalt qui apporte donc une aide à l’optimisation du procédé SALICIDE (Self Aligned siLICIDE).

 Lundi 08 Avril à 11h - Lieu : Salle des séminaires de l'Im2np, campus de Saint Jérôme, aile 1, niveau 6 service 16

Séminaire de Maria Girleanu, IPCMS – Département DSI, Strasbourg
 
Microscopie Electronique en Transmission à haute résolution et tomographique pour l’étude de nanomatériaux hétérogènes
 
Cette présentation portera sur les possibilités d’étude proposées par la microscopie électronique en transmission dans ces différents modes de travail pour la caractérisation de la structure, de la morphologie et de la distribution spatiale des phases constituantes dans différents types de matériaux : couches minces de nitrures, catalyseurs hétérogènes, nanomatériaux carbonés, polymères. Une attention particulière sera accordée à l’utilisation de la microscopie électronique en transmission à balayage en mode champ sombre annulaire (STEM-HAADF), en mode haute résolution et tomographique, pour l’analyse structurale et morphologique des phases présentes dans les matériaux étudiés, ainsi que pour déterminer leurs distributions 3D.
A titre d’exemple, dans le cas des nanofeuillets de WS2 déposées sur silice-alumine l’imagerie STEM-HAADF à haute résolution s’est avérée être l’outil idéal pour mettre en évidence un changement morphologique entre des feuillets de forme triangulaire vers des feuillets plutôt hexagonales, lorsqu’elles sont promues avec des atomes de Ni. Dans le même contexte, le couplage  entre l’approche tomographique et l’imagerie HAADF a permis de résoudre la distribution 3D des nanoparticules sulfurées (MoS2 ou WS2) dans des supports mésoporeux de type SBA15 ou dans la porosité désordonnée des microsphères de silice aérosol. Un autre exemple concerne l’étude d’un catalyseur hétérogène composé de nanoparticules métalliques de Co et de plaquettes d’alumine ; dans ce cas, la tomographie STEM-HAADF a permis d’observer qu’il s’agit plutôt d’agrégats de Co de morphologie irrégulière, chacun constitué de plusieurs grains qui s’assemblent de manière cohérente dans l’espace libre restant suite à l’arrangement stérique des plaquettes.

 Mercredi 27 mars 2013 à 14 h - Lieu : Amphithéâtre du LAM (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille), Technopôle de Château Gombert (38, rue Frédéric Joliot-Curie).

Soutenance de thèse de Docteur de l'Université de Tom Wood

Spectroscopie et caractérisations optiques de matériaux en couches minces pour la réalisation de capteurs de gaz

Dans un monde de plus en plus pollué par l’activité industrielle, la détection des espèces gazeuses nocives dans l’atmosphère est d’une importance essentielle. Le marché des capteurs de gaz est déjà bien développé, avec la présence de diverses technologies et principes de détection, chacune présentant des avantages et des inconvénients intrinsèques. Dans le cadre de cette thèse, un alliage entre deux ou plusieurs technologies de détection typiquement utilisées de façon autonome a été visée, afin d’améliorer les performances globales des systèmes capteurs ainsi formées. A cette fin, nous avons conçu et étudié des dispositifs capteurs basées sur la transduction optique, couplée à un matériau sensible au gaz cible à détecter. Plus précisément, nous avons intégré pour la première fois un matériau catalyseur pouvant accélérer le taux d’oxydation des espèces chimiques (tel le monoxyde de carbone ou l’hydrogène) avec une architecture optique capable d’absorber la chaleur cédée lors de cette oxydation. L’augmentation de température occasionnée est traduite en une variation d’intensité lumineuse constituant le signal de sortie du capteur. Les travaux effectués sur les mesures de la dispersion thermique et chromatique de l’indice de réfraction des matériaux constituant le transducteur optique par des techniques d’optique guidé, ellipsométrie et des techniques photométriques sont présentés. Le sondage par moyen optique des propriétés électriques des matériaux semiconducteurs a également été étudié, y compris les variations de ces propriétés en présence des gaz oxydants, réducteurs et combustibles.

 Lundi 25 mars 2013 à 13h30 - Amphi Ponte (campus Saint Jérôme)

Soutenance de thèse de Docteur de l'Université de Antonin Moreau

Propriétés optiques et caractérisation par photoréflectance de cellules solaires à base de couches minces CIGS électrodéposées

Dans le domaine des cellules photovoltaïques à base de couches minces, l'alliage de Cu(In1-x,Gax)Se2 (CIGSe) constitue l'une des filières les plus avancées. Son fort coefficient d'absorption optique lui permet d'absorber une importante partie du spectre solaire sur une épaisseur de deux microns seulement. Les atouts du CIGSe sont nombreux mais le passage à l'échelle industrielle soulève de nouvelles problématiques. Si le procédé standard de co-évaporation permet d'atteindre des rendements records supérieurs à 20 %, il demande également une forte consommation d'énergie. Dans un contexte toujours plus compétitif, la méthode d'électrodépôt permet de diminuer les coûts de production liés aux techniques du vide tout en garantissant des rendements compétitifs sur de grandes surfaces. Cependant, de nombreuses propriétés spécifiques à ce mode de dépôt restent méconnues. En particulier les propriétés optiques à l'origine du photo-courant. Le premier objectif de cette thèse est donc de déterminer les constantes optiques de chaque couche du dispositif par ellipsométrie. Une attention particulière est donnée à la couche absorbante de CIGSe électrodéposée pour laquelle un protocole spécifique est employé de manière à effectuer la mesure en face arrière. Une seconde partie de la thèse est dédiée à la réalisation d'un outil de caractérisation sans contact : la photoréflectance (PR). La PR va permettre de mesurer avec précision les énergies de transition interbandes d'un semi-conducteur, dont l'énergie de gap. Nous décrivons dans le détail le dispositif expérimental. Une implémentation originale utilisant une double modulation des sources a été développée et permet de réduire le bruit de mesure induit par la rugosité et la diffusion. L'étude de 14 échantillons de CIGS permet finalement de corréler des paramètres opto-électriques issus des caractéristiques courant-tension aux spectres de photoréflectance.

 Vendredi 15 Mars 2013 à 11h - Lieu : Salle des séminaires de l'Im2np, campus de Saint Jérôme, aile 1, niveau 6 service 161

Séminaires de Maxim Koritov Leibniz Institute for Crystal Growth (IKZ), Berlin, Germany
 
 
L’applicabilité de substrats ZnO pour l’épitaxie de nitrures d’éléments III : étude en Microscopie Electronique en Transmission
 
Les nitrures d’éléments III qui sont à la base de l’optoélectronique visible et UV occupent la seconde place au monde parmi les semi-conducteurs en terme de marché. L'un des obstacles cruciaux pour ces matériaux est une faible disponibilité des substrats natifs, alors que la croissance hétéro-épitaxiale sur des substrats communs, tels que le silicium ou le saphir, conduit à une forte densité de dislocations à cause de la grande différence structurale et chimique. Nous étudions la possibilité d'utiliser l’oxyde de zinc (ZnO) en tant que substrat alternatif, étant isomorphe à GaN et ayant le même paramètre de maille que l’(In,Ga)N avec 20% d’In.
Le principal facteur limitant l'utilisation de ZnO pour la croissance de nitrures d’éléments III est la réactivité chimique de ZnO avec les métaux du groupe III conduisant à une forte dégradation de l'interface. Nous avons étudié ce problème séparément pour l’InN et le GaN et nous avons trouvé que la réactivité de Ga est plusieurs fois plus forte que celle d’In, laquelle peut être contrôlée par le choix des paramètres de croissance appropriés. Ceci notamment permet d'utiliser une fine couche d’InN pour éviter des réactions chimiques entre ZnO et Ga. Comme le désaccord paramétrique entre InN et ZnO excède 8%, la couche d’InN doit être suffisamment mince pour éviter formation de dislocations sur l’interface. Cela entraîne une analyse des relaxations plastiques dans les premiers stades de croissance d'InN sur ZnO. Cette étude a été réalisée en utilisant la microscopie électronique en transmission corrigée.

Jeudi 28 février 2013 à 11h00 - Lieu : Salle des séminaires de l'IM2NP - campus de Saint Jérôme, aile 1, niveau 6 service 161

Séminaires de M. Prévost et G. Casalis (Onera/DMAE)

Exemples d'études au laboratoire de propulsion de l'Onera.

Après un rapide descriptif du Département Modèles pour l'Aérodynamique et l'Energétique de l'Onera, on s'attachera à détailler le laboratoire de propulsion. Ses activités portent sur les moteurs équipant des fusées principalement en propulsion solide, mais aussi en propulsion hybride.
Les propriétés globales des moteurs (poussée, pression) sont bien sûr déterminées et analysées mais des propriétés plus locales comme la vitesse de régression par mesure ultra-sonore ou la granulométrie au voisinage de la surface en combustion observée par strioscopie au Département d'Energétique Fondamentale et Appliquée seront abordées.

Jeudi 28 février 2013 à 10h00 - Lieu : CEA Château de Cadarache

Soutenance de thèse de Docteur de l'Université de Thibaut TRUPHEMUS

ETUDE DES EQUILIBRES DE PHASES EN FONCTION DE LA TEMPERATURE DANS LE SYSTEME UO2-PUO2-PU2O3 POUR LES CERAMIQUES NUCLEAIRES AUX FORTES TENEURS EN PLUTONIUM

Les réacteurs à neutrons rapides de Génération IV permettront d’utiliser des combustibles MOX de forte teneur en plutonium. Pour mieux comprendre les phénomènes intervenant au cours de leur élaboration, une étude plus approfondie de leurs propriétés physico-chimiques en fonction de la composition et de la température est nécessaire.
Les équilibres de phases à de telles teneurs sont complexes, avec notamment l’apparition d’une démixtion entrainant la précipitation de phase(s) additionnelle(s). Ce phénomène peut avoir un impact significatif sur l’intégrité physique d’un combustible.
Cependant, les données disponibles dans la littérature sont encore insuffisantes pour aboutir à une représentation exhaustive du diagramme de phases ternaire U-Pu-O. Une meilleure connaissance de cette région multiphasée est donc un réel enjeu industriel.
Le couplage de plusieurs méthodes expérimentales, en particulier l'utilisation de la diffraction des rayons X à haute température, a permis d’améliorer la représentation de la section UO2-PuO2-Pu2O3 en fonction de la température pour des teneurs en plutonium comprises entre 15 et 65%. Ces résultats permettront d’enrichir les bases de données utilisées pour l'optimisation thermodynamique du diagramme de phases U-Pu-O.

Jeudi 28 février 2013 à 10h30 - Lieu : amphi Ponte, campus de St Jérôme, Marseille

Soutenance de thèse de Docteur de l'Université de Omar Abbès

Etude de la diffusion réactive entre Mn et Ge à l'échelle nanométrique pour des applications en spintronique.

Le couplage des propriétés ferromagnétiques et semiconductrices représente une perspective prometteuse, afin de réaliser des technologies qui exploitent le spin des électrons. Ceci permettra de stocker et traiter des bits informatiques de façon instantanée dans le même dispositif, plutôt que dans des dispositifs séparés (mémoire et processeur). La Spintronique pourrait alors  révolutionner la technologie de l’information. Un candidat potentiel pour la fabrication d’hétérostructures métal ferromagnétique/semiconducteur pour des applications en Spintronique, est le système Mn-Ge. Ce système qui est compatible avec la technologie CMOS, présente une phase intéressante pour la Spintronique qui est Mn5Ge3, avec une possibilité d’épitaxie sur le Ge(111). Afin d’intégrer cette phase dans des procédés de fabrication, nous étudions la diffusion réactive à l’état solide entre un film de Mn et un substrat de Ge (comme dans le cas de la formation des siliciures dans la technologie CMOS). L’accent a été mis sur la séquence de formation de phases lors de la réaction entre un film nanométrique de Mn et le Ge, l’influence de l’interface sur cette réaction, et sur la diffusion du Mn dans le Ge. L’incorporation du carbone dans des films minces de Mn5Ge3 a montré une augmentation notable de la température de Curie : nous présentons alors l’effet du carbone sur la réaction Mn-Ge, et sa  redistribution dans les couches minces MnxGey.

Mercredi 27 février à 14h00 - Lieu : Amphithéâtre Ponte – Campus de Saint Jérôme

Soutenance de thèse de Docteur de l'Université d'Aix-Marseille de Bérangère André

Structure et réactivité de poudres d’aluminium nanostructurées
Les poudres d’aluminium sont depuis longtemps utilisées comme additifs dans de nombreuses formulations pour la pyrotechnie ou les propergols. Introduites en quantité relativement faible dans les propergols des fusées, elles permettent d’accroître significativement les vitesses de combustion. Cependant, les mécanismes à l’origine de cette meilleure réactivité restent encore mal compris et vont bien au-delà d’une simple explication en terme d’augmentation de l’état de division. Au cours de cette thèse nous avons élaboré des poudres d’aluminium par broyage à haute énergie qui est une technique mécanique peu couteuse qui pourrait être une alternative aux procédés de fabrication actuels. Nous montrons que cette méthode permet l’obtention de particules micrométriques ou nanométriques suivant les conditions de broyage. Les particules sont polycristallines et présentent une morphologie en plaquette. Les poudres nanométriques obtenues présentent une réactivité comparable voire même supérieure aux nanopoudres sphériques actuellement élaborées par électro-explosion de fil ou voie plasma. Nous montrons que cette bonne réactivité est lié à la morphologie des particules ainsi qu’à la microstructure de la couche d’alumine native qui passive l’aluminium.

Jeudi 14 Février 2013 à 14h - Salle des séminaires de l'Im2np, campus de Saint Jérôme, aile 1, niveau 6 service 161

Séminaire de Laurent BELLIARD Institut des Nanosciences de Paris, Université Pierre et Marie Curie, Paris VI
  
Les phonons subterahertz, une sonde à l’échelle nanométrique  

Dans une première partie, nous exposerons les mécanismes de génération d’impulsions acoustiques à l’aide d’impulsions laser femtosecondes. Grâce à l’émergence de telles sources stables, il est possible de générer des impulsions acoustiques exhibant des fréquences caractéristiques avoisinant le terahertz. Par conséquent, la gamme de fréquence entre les approches piézoélectriques limitées à quelques dizaines de GHz, et la diffusion de neutrons travaillant à plusieurs terahertz, est maintenant accessible.  En s’inspirant du principe de l’écholocation, il est également possible de détecter la présence dans les solides de telles ondes acoustiques. Généralement, les impulsions acoustiques obtenues exhibent une polarisation longitudinale, la déformation se faisant dans le sens de propagation, néanmoins nous exposerons certaines situations où la manipulation d’ondes transverses est possible tout comme la détection d’ondes de surfaces. La suite de la présentation sera dédiée à l’illustration de la richesse de cette technique tout optique, nommée l’acoustique picoseconde. Le fil conducteur qui sera déroulé, conduira à la réduction progressive de la dimensionnalité des systèmes. Nous présenterons des caractérisations élastiques au sein de systèmes massifs pour finir par l’étude des modes de vibration d’entités confinées, tels que les nanofils. Entre temps, nous exposerons certaines problématiques associées aux couches minces, aux multicouches et aux cristaux phononiques bidimensionnels.

ANNULATION !!! Jeudi 7 Février 2013 à 11h

Séminaire d' Abdallah LYOUSSI CEA/DEN/DER/SPEx Laboratoire Dosimétrie Capteurs Instrumentation, Cadarache
 
Les mesures  nucléaires non destructives pour le contrôle et la caractérisation  
 
Le développement des techniques de mesures non destructives pour les besoins de contrôle, de caractérisation et d’analyse de matières radioactives a commencé avec la naissance de la science et des technologies nucléaires. En effet, la propriété qu’a un matériau dit nucléaire, d’émettre dans la majorité des cas, des rayonnements caractéristiques spontanés ou provoqués, a fait de sa détection et de sa quantification, via certaines de ces émissions, une démarche naturelle.
Cependant, l’établissement et l’utilisation des méthodes de mesures non destructives est resté limité jusqu’aux années soixante ; début de la montée en puissance de l’industrie nucléaire.
Le contrôle, la surveillance et le suivi aussi bien des matières radioactives que du bon fonctionnement des installations nucléaires se sont alors avérés essentiels et primordiaux pour les principales nations concernées.
C’est ainsi que les techniques de caractérisation non destructives ont connu leur première réelle impulsion et n’ont cessé, depuis, d’être constamment améliorées et adaptées.
Le séminaire débutera par un rappel  des fondamentaux de l’interaction rayonnement-matière et de la détection de rayonnement pour ensuite traiter les principales méthodes de contrôle et de caractérisation non destructive, leurs performances, leurs limitations et leur domaine d’application. 

Mardi 22 janvier 2013 à 14h00 - Lieu : amphithéâtre P015 de Phelma Polygone, 23 rue des Martyrs, 38016 Grenoble

Soutenance de thèse de Docteur de l'Université de Mohamed BOUCHOUCHA

Remplissage en polymère des via traversant (TSV) pour les applications 3D-Wafer Level Packaging

Les technologies d’empilement vertical de circuits intégrés, désignées sous le terme « intégration 3D », ont connu un développement important durant les six dernières années, dans l’optique de proposer une alternative aux approches bidimensionnelles traditionnelles comme les Systems on Chip (SoC). Cette nouvelle architecture a été adaptée au domaine du packaging des circuits intégrés à travers le packaging en 3D réalisé à l’échelle de la plaque ou 3D-WLP pour 3D-Wafer Level Packaging. L’intégration 3D-WLP permet une diminution des tailles des dispositifs finaux, une augmentation de la densité des interconnexions ainsi qu’une réduction des coûts de fabrication. La maîtrise de la réalisation des via traversant, ou TSV pour Through Silicon Via, est une étape clé qui permet d’assurer une connexion électrique entre les différents niveaux empilés. On s’intéresse dans ces travaux de thèse au TSV dans son approche via-last, c’est-à-dire fabriqué en face arrière du dispositif, après les transistors et les niveaux de métallisation de la face avant, et plus particulièrement à l’étape de passivation organique des TSV. En effet, ce via traversant est d’un diamètre trop important pour être complètement rempli avec sa métallisation en cuivre. L’étude concerne donc une solution incluant un remplissage en polymère afin d’améliorer la solution existante en termes de fiabilité et de compatibilité avec des empilements verticaux supplémentaires. La réalisation technologique du procédé de remplissage en polymère des TSV a d’abord été effectuée, ainsi que la caractérisation des propriétés du polymère. Une étude prédictive de l’impact sur le TSV de cette nouvelle configuration en termes de contraintes mécaniques a par la suite été réalisée au travers de simulations par éléments finis couplées à des mesures expérimentales. Pour ce faire, une méthodologie permettant une mesure précise des contraintes et des déformations induites dans le TSV a été développée. Enfin des essais de fiabilité environnementale (température, humidité et polarisation électrique) ont été menés. L’analyse de défaillance a permis d’identifier et de traiter les problématiques apparues lors de ces tests. L’ensemble de ces résultats a permis de définir les conditions permettant l’intégration de cette solution de remplissage en packaging 3D et d’en cerner les avantages et les limites.

Vendredi 18 janvier 2013 à 14h00 - Lieu: Amphi PONTE (FST St Jérôme) * Séminaire Fresnel/Im2np

Séminaire d'Alain Cappy, IRCICA Villeneuve d'Ascq

Fin de la loi de Moore : Quels nouveaux paradigmes pour le traitement de l’information ?

L’efficacité énergétique devient le critère essentiel des technologies de traitement de l’information. C’est en effet pour des raisons énergétiques que les règles de changement d’échelle (R. Dennard, 1974) qui ont guidé l’évolution de la micro‐nanoélectronique pendant près de 40 ans ne peuvent plus être appliquées aujourd’hui. Les conséquences de ce changement sont multiples : la stagnation de la fréquence d’horloge (2‐3 GHz depuis 2004) et la complexité plus grande de l’architecture des processeurs (multicoeurs). La médiocre efficacité énergétique des systèmes actuels constitue également un frein au développement des applications mobiles et son impact sur l’environnement (consommation électrique) devient non négligeable. Il devient donc urgent de proposer de nouveaux paradigmes de traitement de l’information capables de réduire de façon drastique la consommation d’énergie tous en en améliorant les performances. Reposant sur de multiples disciplines, (thermodynamique, physique de la matière, nanosciences et nanotechnologies, théorie de l’information, informatique, neurosciences..) la recherche sur ces nouveaux paradigmes demande impérativement une approche pluridisciplinaire couvrant, a minima, les aspects matériel et logiciel. Après une présentation des questions scientifiques et technologiques qui se posent, nous proposerons quelques pistes possibles pour le traitement de l’information de l’ère post CMOS. Nous montrerons en particulier l’intérêt des architectures neuromorphiques pour de nombreuses applications, dont le traitement d’images.

Jeudi 17 Janvier 2013 à 10h - Lieu : IMT – Polytech Amphi 3A, Technopôle de Château Gombert 49 rue Joliot Curie, Marseille

Soutenance d'Habilitation à Diriger des Recherches de Edith Kussener-Combier

Conception de Circuits Intégrés CMOS Basse Fréquence pour Applications Sécuritaires et Biomédicales

L’évolution technologique demande aux concepteurs l’implémentation d’applications de plus en plus performantes et sécurisées, à consommation et coût réduits. Nous allons nous focaliser sur la partie consommation et sécurité hardware via le bloc d’interface de puissance, placé en entrée des cartes, dont la fonctionnalité est l’ajustement des tensions et courants d’alimentation entre le produit embarqué et l’alimentation externe (lecteur de carte, télé-alimentation, etc...).

Ainsi, seront abordées des techniques bas niveaux en partant de l’étude au niveau transistor jusqu’aux approches plus orientées systèmes et applications. Nous pouvons en lister quelques une via les mots clés suivants: Modélisation (EKV, ACM, etc.), optimisation, références (Bandgap, PTAT, CTAT, LWT, sensibilité, quantification, etc.), régulateurs (LDO, découpage, SDC, Multi-channel, haut rendement). Les applications visées seront donc d’une part l’environnement sécuritaire comme la téléphonie, le bancaire mais d’autre part le biomédical (systèmes parkinson, de rééducation fonctionnelle, l’œil bionique) qui sont des applications émergentes et très prometteuses.

 Mercredi 16 Janvier 2013 à 14h - Lieu : Salle des séminaires de l'Im2np, campus de Saint Jérôme, aile 1, niveau 6 service 161

Séminaire d'Anton Davydok, Department for Solid State Physics, Siegen University, Germany
 
 
X-ray Diffraction Analysis of InAs Nanowires 
 
 
Using sample integrating and single NW resolved X-ray diffraction (XRD) techniques we studied the phase composition of InAs NWs.  Real structure analysis is performed for temporal growth series. Already after 10 sec of growth the NWs exhibit a high density of stacking faults. For further growth time, the number of defects increases.   After 40s of growth the structure displays a random stacking of InAs bilayers. We show that the stacking fault (SF) density increases with increasing growth time.  Single NW resolved XRD reveals that the stacking sequence varies random between different NWs. However, in most of the NWs the distances between neighboured SFs show a rather narrow distribution.  The transition from In-rich to As-rich MBE growth mode is described in terms of structural defects. The transition of growth modes is accompanied by the increase of SF density.