Conception, réalisation et test de filtres supraconducteurs accordables en technologie MEMS

Sujets de thèse

Intitulé de la thèse
Conception, réalisation et test de filtres supraconducteurs accordables en technologie MEMS
Publication du sujet sur le site de l’ABG : OUI
Nature du financement : Financement institutionnel, Contrat Doctoral, Financement régional, Contrats université sur projets,)
Domaine de compétences principal (pour l’ABG) : Informatique, électronique
Domaine de compétences secondaire (pour l’ABG) : Sciences pour l’Ingénieur
Spécialité de doctorat : Electronique des hautes fréquences, Photonique et Systèmes

Lieu de travail
Laboratoire XLIM
123 Av Albert Thomas
87000 Limoges
Date Limite de candidature : 15/06/2012
Laboratoire d’accueil : XLIM/MINACOM

Introduction
Les filtres sont aujourd’hui un des éléments clés des systèmes de télécommunication. Même si de nombreuses recherches ont permis de les miniaturiser, ils sont encore relativement volumineux et coûteux. Ainsi un des enjeux majeurs, compte tenu de leur nombre, est la conception et la réalisation de filtres performants accordables, c’est à dire dont la fréquence centrale et/ou la bande passante peuvent être modifiées. Ils permettraient ainsi de réduire grandement le nombre de filtres dans les systèmes et donc de diminuer très fortement les coûts de production. Les industries du spatial, de la téléphonie, de l’internet mobile et des radars tireront un grand bénéfice de tels filtres.

Présentation de l’équipe de recherche
Le département MINACOM regroupe 31 permanents et 45 doctorants et est organisé autour de trois équipes étroitement liées: MINT, OPTOPLAST et MACAO. Les travaux se dérouleront dans l’équipe MIcro et Nano structures pour les Télécoms (MINT) qui développe de nouvelles technologies permettant la micro fabrication de composants comme les MEMS et l’intégration de matériaux innovants pour des applications dans le domaine des microondes, de l’optique et de la biologie.

Résumé de la thèse en français
L’objectif est de concevoir et de fabriquer des filtres accordables supraconducteurs en utilisant des MEMS RF (Systèmes Micro-Electro-Mécaniques). Les modifications de la fréquence centrale et de la bande passante des filtres accordables supraconducteurs permettront de simplifier les chaines d’émission/réception de systèmes de télécommunication et donc de réduire les coûts de production. La conception, la fabrication et la mesure à température cryogénique seront réalisées par le candidat.

Résumé de la thèse en anglais
the aim is to design and fabricate superconducting tunable filters using RF MEMS components (Micro Electro-Mechanical Systems). By changing the center frequency and the bandwidth of superconducting tunable filters will enable to simplify emission/reception chain in telecommunication systems and to reduce production costs. Conception, fabrication and measurements at cryogenic temperature will be achieved by the candidate.

Description complète du sujet de thèse
L’objectif est d’étudier la conception de composants accordables supraconducteurs, à haute température critique, en utilisant des MEMS RF (Systèmes Micro-Electro-Mécaniques). En effet, l’utilisation de la supraconductivité permet, de réaliser des résonateurs originaux, d’encombrement très réduit, avec des coefficients de qualité très élevés (> 20 000). Ces caractéristiques ne peuvent être atteintes avec aucune autre technologie. D’autre part, les MEMS-RF présentent également des performances hyperfréquences remarquables notamment au niveau des pertes d’insertion. Cette solution est donc très attractive, même s’il est nécessaire de refroidir l’ensemble à de très basses températures. Dans un premier temps, le candidat prendra en main les outils d’analyse et de conception de filtres disponibles au laboratoire. Des simulations en 2.5D et en 3D seront nécessaires. Des études seront également menées sur le comportement des matériaux et des structures à température cryogénique. Des procédés de fabrication seront alors développés pour fabriquer des composants MEMS fiables et efficaces à ces températures. Les technologies MEMS et supraconductrice pourront ainsi être associées pour la réalisation de filtres très performants. Le candidat sera donc formé pour réaliser toutes les étapes: la conception, la fabrication et les mesures à température cryogénique des filtres accordables.

Objectifs scientifiques de la thèse
Analyse, conception, réalisation et mesure de filtres supraconducteurs accordables en technologie MEMS pour les systèmes de télécommunication.

Compétences à l’issue de la thèse
A l’issue de la thèse, le docteur formé aura des compétences en conception de filtres micro-ondes et radiofréquences, en fabrication de composants MEMS en salle blanche et en mesure de dispositifs supraconducteurs accordables à basse température.

Mots clés (séparés par des virgules)
MEMS RF, filtre accordable, supraconducteur, température cryogénique, conception, fabrication, mesure, télécommunications
Conditions restrictive de candidature (nationalité, âge, …) : NON

Expérience/profil souhaité(e)
bac+5 (Master 2 ou ingénieur) en électronique des hautes fréquences

Modalité de dépôt des candidatures
CV + Lettre de Motivation

Directeur de thèse
Valérie MADRANGEAS
Adresse mail du directeur de thèse : valerie.madrangeas@xlim.fr
Téléphone Directeur de thèse : 05 55 45 72 54

Co-directeur de thèse
Matthieu CHATRAS
Adresse mail du co-directeur de thèse : matthieu.chatras@xlim.fr
Téléphone co-Directeur de thèse : 05 87 50 67 34
Cofinancement LABEX SigmaLIM demandé : NON
Thèse pour Action transverse : NON

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