Physique des interfaces AlBN/Ga2O3 et AlBN/GaN pour l'électronique de puissance

CEA; Saclay; Sur place; EUR 30 000 - 50 000; Plein temps

Résumé du poste

Une opportunité passionnante dans le domaine des nanosciences vous attend! Rejoignez un projet innovant axé sur la recherche fondamentale pour optimiser des matériaux à haute tension pour l'électronique de puissance. Vous travaillerez sur des interfaces AlBN/Ga2O3 et AlBN/GaN, en utilisant des techniques de pointe comme la spectroscopie de photoélectrons et la microscopie électronique. Ce projet a le potentiel de transformer les applications de l'électronique de puissance tout en contribuant à des solutions écologiques pour l'aviation commerciale. Si vous êtes passionné par la physique et la chimie des matériaux, cette thèse est faite pour vous!

Qualifications

• Expérience en physique des interfaces et chimie des matériaux.
• Connaissance des techniques avancées de spectroscopie.

Responsabilités

• Explorer la chimie et la structure électronique des interfaces AlBN/Ga2O3 et AlBN/GaN.
• Utiliser des techniques de microscopie et de diffraction pour analyser les matériaux.

Connaissances

Physique des interfaces

Chimie des matériaux

Nanosciences

Spectroscopie de photoélectrons

Formation

M2 physique

M2 nanosciences

Outils

Microscopie électronique

Diffraction des rayons X

Description du poste

Description du sujet de thèse

Domaine

Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences

Sujets de thèse

Physique des interfaces AlBN/Ga2O3 et AlBN/GaN pour l'électronique de puissance

Contrat

Thèse

Description de l'offre

L'aviation commerciale est responsable pour 2,5% des émissions mondiales de CO2 (1bT). Une vraie perspective propre à long-terme pour éliminer une partie significative des émissions de CO2 devra être électrique. Une solution viable pourrait être l'avion hybride dans lequel les turbines à gaz seraient utilisés pour le décollage et l'atterrissage tandis que la croisière en vol serait alimentée électriquement. Une telle solution requiert des composants à haute tension. La recherche fondamentale est nécessaire pour optimiser des matériaux à intégrer dans les composants électroniques capables à supporter de telles puissances.

L'idée originale du projet Ferro4Power est d'étendre la gamme d'applications de dispositifs à base de Ga2O3 et GaN en introduisant une couche ferroélectrique d'AlBN à haute tension de claquage, compatible avec une électronique de puissance, dans l'empilement des dispositifs. La polarisation du ferroélectrique crée un champ électrique qui va moduler les bandes de conduction et de valence du Ga2O3 et GaN et ainsi les caractéristiques des dispositifs tels que les diodes de Schottky, des transistors en déplétion et des HEMTs à haute fréquence. Notre hypothèse est de contrôler les bandes électroniques de Ga2O3 et de GaN par la couche adjacente de AlBN.

Nous explorerons la chimie et la structure électronique de interfaces AlBN/Ga2O3 et AlBN/GaN, ciblant les phénomènes clés d'écrantage de la polarisation, piégeage/dépiégeage de charge et les champs internes. Le projet emploiera des techniques avancées de la spectroscopie de photoélectrons telles que la photoémission à rayons X durs stimulée par le rayonnement synchrotron, la microscopie d'électrons en photoémission et de l'analyse structurelle complémentaire comme la microscopie électronique à haute résolution, la diffraction des rayons X et la microscopie en champ proche.

Les résultats devraient intéresser aussi bien des physiciens étudiant des aspects fondamentaux de la fonctionnalité des hétérostructures artificielles que des ingénieurs travaillant dans les applications R et D de l'électronique de puissance.

Université / école doctorale

Physique en Île-de-France (EDPIF)
Paris-Saclay

Localisation du sujet de thèse

Site

Saclay

Critères candidat

Formation recommandée

M2 physique ou nanosciences

Demandeur

Disponibilité du poste

01/10/2025

Personne à contacter par le candidat

Barrett Nicholas < email supprimé pour raison de sécurité >
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 supprimé pour raison de sécurité >
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/pisp/nick-barrett-2/
https://iramis.cea.fr/en/spec/lensis/