Sujet de Doctorats 2013 - IEMN

Titre : Instrumentation avancée pour la caractérisation électrique micro-onde en nanosciencesFinancement prévu : Contrat doctoral UniversitéCofinancement éventuel : Région NPdC(Co) Directeur de thèse : Tuami LASRIE-mail : tuami.lasri@iemn.univ-lille1.frCo-directeur de thèse :E-mail :Laboratoire : IEMNGroupe de recherche : MITECDescriptif :Dans le travail de thèse proposé nous nous intéressons essentiellement à la caractérisation de nanoobjetsdans le domaine des fréquences micro-ondes. En effet, la miniaturisation, qui permet de passerde micro–dispositifs à des nano–dispositifs, s’accompagne de difficultés pour leur caractérisation engammes de fréquences micro-ondes. En particulier, le premier verrou, lié à leur faible taille, concerne laproblématique de la prise de contact à l’échelle locale. De plus, cette taille nanométrique engendre desimpédances élevées (~kΩ) difficilement mesurables avec une instrumentation conventionnelle. En effetles appareils classiquement utilisés pour la caractérisation électrique de dispositifs (en général unanalyseur de réseau) présentent une impédance de 50Ω. Se pose donc aussi le problème de ladésadaptation d’impédance entre l’appareil de mesure et l’objet sous test.Le but de ce travail englobe le développement d’une instrumentation hyperfréquence, de techniques decalibrage et d’étalons de calibrage dédiés à la mesure de paramètres de dispersion (S-parameters) dedispositifs de taille nanométrique dans la gamme de fréquence 1-18 GHz. Le système de mesuredéveloppé sera basé sur une méthode interférométrique pour répondre au problème de la hauteimpédance. Deux solutions pour le problème du contact basées respectivement sur le développement decellules micrométriques incluant le nano-objet et sur le développement de sondes de contact serontétudiées.Abstract :In the proposed PhD thesis work we are mainly interested in the microwave characterization of nanoobjects.Indeed, miniaturization toward nano-devices is accompanied by difficulties for theircharacterization in high frequency range. In particular, the first bottle neck, associated with their smallsize, concerns the issue of contact at the local level. Moreover, the nanometre size generates highimpedance (~ kΩ) hardly measurable with a conventional instrumentation (50 in general). Thereforewe face an impedance mismatch problem between the measurement system and the device under test.The planned work includes the development of a microwave instrumentation, calibration techniquesand calibration standards dedicated to the measurement of S-parameters of nano-sized devices in thefrequency range 1-18 GHz.29