Caractérisation et Modélisation de transistors FET à base de nano-rubans de Graphène en vue d’applications Hautes Fréquences.

Sujets de thèse 2014

Intitulé de la thèse
Caractérisation et Modélisation de transistors FET à base de nano-rubans de Graphène en vue d’applications Hautes Fréquences.
Publication du sujet sur le site de l’ABG : OUI
Nature du financement : non connu à ce jour
Domaine de compétences principal (pour l’ABG) : Informatique, électronique
Domaine de compétences secondaire (pour l’ABG) : Physique
Spécialité de doctorat : Electronique des hautes fréquences, Photonique et Systèmes

Lieu de travail
XLIM – Département C2S2
UMR CNRS n°7252

Université de Limoges
Faculté des Sciences et Techniques

123, Avenue Albert THOMAS
87060 LIMOGES Cedex – France

Date Limite de candidature : 15/06/2014
Laboratoire d’accueil : XLIM/C2S2

Présentation de l’équipe de recherche
Le département “Composants Circuits Signaux et Systèmes Haute Fréquence (C²S²)” est organisé autour de 4 équipes: Amplificateurs de puissance, Réceptions faible bruit et sources de fréquence, Systèmes de Télécommunications et Modélisation et Simulation avancées. Ces 4 équipes interagissent autour de 7 projets de recherche:
– L’amplification de puissance linéaire à haute éfficacité énergétique
– L’instrumentation avancée
– Les émetteurs-récepteurs intégrés agiles et large bande
– La modélisation des composants et circuits à l’échelle nanométrique
– Les simulations de circuits et systèmes électroniques complexes
– L’optimisation de la couche physique des réseaux de com sans fils et optiques & Réseaux et systèmes de communications pour l’E-santé
Notre département collabore de façon privilégiée dans 3 laboratoires communs mais aussi avec les grandes agences de la recherche ou encore des collaborations internationales.

Résumé de la thèse en français
Depuis plus de 40 ans, la simple réduction d’échelle des transistors a permis l’évolution fulgurante de la microélectronique au rythme dictée par la loi de Moore. Afin de poursuivre la dynamique, diverses études se sont développées autour de nouveau matériaux. En 2004, le graphène a été isolé pour la première fois. Ce matériau présente des propriétés électriques et mécaniques à très fort potentiel.
L’objectif de cette thèse est de caractériser des nano-transistors à base de graphène. Des mesures HF d’un nano-FET graphène seront réalisées en particulier. Le doctorant pourra acquérir de l’expérience sur la caractérisation électrique des nano-dispositifs. Il / elle pourra apprendre l’aspect physique fondamentale derrière les FET à base de graphène. La modélisation électrique des propriétés de transport sera également à réaliser. Cette étude permettrait par la suite d’entrevoir un premier démonstrateur de transistors graphène pour des applications hautes fréquences.

Résumé de la thèse en anglais
A considerable attention is paid to III-V nanowires (GaAs, InAs, InP) due to their excellent transport properties (high carrier mobility). In this context, the aim of this project is to develop and characterize III-V graphene FETs. At first, High frequency measurements of graphene FET will be especially carried out. Such measurements include pulsed I-V and high-frequency S-parameters in order to derive the equivalent elctrical model of the device.
The PhD student will gain hands-on experience on electrical characterization of nano-devices. He/she will learn the fundamental physics behind the graphene FET. Electrical modeling of the transport properties could also be performed.

Description complète du sujet de thèse
Depuis plus de 40 ans, la simple réduction d’échelle des transistors a permis l’évolution fulgurante de la microélectronique au rythme dictée par la loi de Moore. Afin de poursuivre la dynamique, diverses études se sont développées autour de nouveau matériaux. En 2004, le graphène a été isolé pour la première fois. Ce matériau présente des propriétés électriques et mécaniques à très fort potentiel.
L’objectif de cette thèse est de caractériser des nano-transistors à base de graphène. Des mesures HF d’un nano-FET graphène seront réalisées en particulier. Le doctorant pourra acquérir de l’expérience sur la caractérisation électrique des nano-dispositifs. Il / elle pourra apprendre l’aspect physique fondamentale derrière les FET à base de graphène. La modélisation électrique des propriétés de transport sera également à réaliser. Cette étude permettrait par la suite d’entrevoir un premier démonstrateur de transistors graphène pour des applications hautes fréquences.

Objectifs scientifiques de la thèse
The main objective lies in the development of a specific measurement system allowing a fine characterization of nanodevices and the exploitation of this characterization for the extraction of electrical models which can be implemented within CAD tools. Such tools already exist within XLIM laboratory but are essentially dedicated to power semi-conductors and have to be updated and changed to meet the specific requirements of nanodevices. The follow-up of the technological stages of fabrication of nanocomponents will be also made to realize a technological return.

Compétences à l’issue de la thèse
Des compétences en mesures RF, modélisation électrique, modélisation physique, conception de circuits à base de graphène sont attendues en fin de thèse.

Mots clés (séparés par des virgules)
Graphène, GNR FET, modeling, DC & pulsed characterization
Conditions restrictive de candidature (nationalité, âge, …) : NON

Expérience/profil souhaité(e)
Notions of semiconductor device physics, Microelectronics, RF and Microwave Characterization.

Modalité de dépôt des candidatures
Ecole doctorale SII (N°521)
13 rue de Genève
87100 Limoges
Tél. (33) 5 55 45 76 74
http://s2i.ed.univ-poitiers.fr

Directeur de thèse
Michel CAMPOVECCHIO (Pr)
Adresse mail du directeur de thèse : michel.campovecchio@xlim.fr
Téléphone Directeur de thèse : 05-55-45-72-96

Co-directeur de thèse
Audrey MARTIN (MCF)
Adresse mail du co-directeur de thèse : audrey.martin@xlim.fr
Téléphone co-Directeur de thèse : 05-55-45-72-95
Cofinancement LABEX SigmaLIM demandé : NON

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