1/ Réalisation de circuits passifs sur polymère pour le THz
Les bandes de fréquence TeraHertz (THz) (ou de longueur d’onde submillimétrique) suscitent beaucoup d’intérêts pour les composants opto-électroniques et/ou nano-électroniques très hautes fréquences dont l’efficacité comble progressivement la frontière entre l’électronique et l’optique. Les travaux menés depuis plusieurs années ont majoritairement porté sur les facteurs de mérite des composants actifs THz. Un effort de recherche nettement moins soutenu a été accordé aux circuits passifs faibles pertes, et notamment aux lignes de propagation à fort facteur de qualité. Des dispositifs sur substrat de polymères « intégrés » présentent une voie extrêmement prometteuse pour réaliser de tels circuits car ils ont permis d’obtenir de hauts facteurs de qualité pour une compacité élevée par rapport à des guides uniquement diélectriques.
Le travail proposé s’inscrit dans le cadre du projet ANR obtenu en décembre 2016 intitulé TeraPACIPODE pour Démonstration de CIrcuits PAssifs sur Polymère pour un amplificateur THz. TeraPACIPODE consiste majoritairement à réaliser les premières briques de base d’une électronique THz permettant la conception de circuits complexes. Le projet vise trois objectifs principaux : 1/Réaliser des guides monomodes sur polymère ultra faibles pertes [2] et compacts [3], suffisamment maîtrisés pour autoriser les calibrages et l’épluchage de données brutes dans la bande 300-500 GHz [1], 2/Réaliser des démonstrateurs de circuits élémentaires passifs (filtres, coupleurs, antennes, …) sur BCB, interfacés avec une technologie industrielle, en vue de 3/Concevoir et réaliser un amplificateur à 450 GHz en technologie TBH InP hybridé avec de tels circuits sur polymère, qui servira de preuve de concept. TeraPACIPODE regroupe 5 partenaires : C2N (Orsay), IEMN (Lille), IETR (Rennes), IMEP-LaHC (Chambéry) et un partenaire industriel III-V Lab (GIE Nokia, Thales, CEA, Palaiseau).
Le travail à mener au C2N comprend 3 volets : 1/La réalisation technologique en salle blanche (50%) de l’ensemble des dispositifs conçus dans TeraPACIPODE, 2/La modélisation de structures THz (guides d’ondes monomode faible pertes très originaux avec les logiciels commerciaux HFSS, CST, …) (30%) et 3/les mesures des dispositifs réalisés incluant notamment diverses mesures électriques dont des mesures sur analyseur de réseau vectoriel (67 GHz et 500 GHz) (20%).
Nous recherchons un(e) candidat(e) motivé(e) par ces 3 axes du travail et ayant une expérience et un goût prononcé pour les aspects technologiques en salle en blanche ainsi que sur les deux autres volets du travail qui visent la conception et la mesure des dispositifs qui seront réalisés.
Le financement de la thèse sera assuré par le projet ANR pour une durée de trois ans.
Directeur de thèse : Pr Frédéric Aniel (http://hebergement.u-psud.fr/nanoelec-thz-team/) (Email: Frederic.aniel@u-psud.fr téléphone: +33 1 69 15 40 56) Laboratoire d’accueil : C2N site d’Orsay – Université Paris Sud – Université Paris Saclay, Bât. 220 – F 91405 Orsay cedex (www.c2n.universite-paris-saclay.fr)
[1] L. Cao, A.-S. Grimault-Jacquin, N. Zerounian, F. Aniel, « Design and VNA-measurement of coplanar waveguide
(CPW) on benzocyclobutene (BCB) at THz frequencies, » Infrared Phys. Tech. 63, 157 (2014).
[2] E. Perret, N. Zerounian, S. David, F. Aniel, « Complex permittivity characterization of benzocyclobutene for terahertz
applications, » Microelectr. Eng. 85, 2276 (2008).
[3] A. Niembro-Martín, V. Nasserddine, E. Pistono, H. Issa, A.-L. Franc, T.-P. Vuong, and P. Ferrari, « Slow-Wave
Substrate Integrated Waveguide, » IEEE T-MTT 62 1625(2014).