Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Sujet de thèse :
Ce poste de doctorat est financé par un projet de recherche collaboratif français DIAMSHIELD sur l'utilisation de transistors en diamant dans les réseaux intelligents. Ce projet a débuté en 2025, pour 39 mois, coordonné par DIAMFAB, avec le laboratoire Laplace et la société Schneider Electric comme participants, et financé par l’ADEME. Ce poste de doctorat est financé pour 36 mois. Le projet DIAMSHIELD vise à développer une nouvelle génération de transistors à effet de champ (FET) efficaces basés sur un semi-conducteur en diamant, avec des propriétés uniques pour les applications de réseaux intelligents. Les technologies de l'électronique de puissance avancée sont au cœur de la prochaine génération de systèmes énergétiques. Le silicium est un matériau semi-conducteur bien établi qui répond aux exigences de la conversion énergétique depuis plus de 50 ans. Cependant, il est largement reconnu qu'une véritable amélioration de l'électronique de puissance sera obtenue en utilisant des dispositifs basés sur des matériaux semi-conducteurs à large bande interdite. Les matériaux semi-conducteurs à large bande interdite présentent des caractéristiques électriques supérieures à celles du silicium pour les dispositifs de puissance. Les dispositifs électroniques de puissance basés sur des semi-conducteurs à large bande interdite permettront d'améliorer considérablement les performances des systèmes électroniques de puissance en offrant des tensions de blocage plus élevées, une efficacité et une fiabilité accrues (rapport performance/coût plus élevé), ainsi que des exigences thermiques réduites, ce qui conduira à la réalisation de systèmes électroniques verts plus efficaces. Parmi ces matériaux, le diamant, classé parmi les matériaux à ultra large bande interdite en raison de son énorme bande interdite énergétique (5,5 eV), est considéré comme le semi-conducteur ultime pour les applications de l'électronique de puissance [1] en raison de ses propriétés exceptionnelles. Sa rigidité diélectrique est 3 fois supérieure à celle du carbure de silicium (SiC) ou du nitrure de gallium (GaN) et plus de 30 fois supérieure à celle du silicium (Si), tandis que la résistance spécifique à l'état passant est inversement proportionnelle à la valeur cubique de ce paramètre. En outre, la mobilité des porteurs est très élevée pour les deux types de porteurs et la conductivité thermique est inégalée.
Les objectifs scientifiques de ce poste de doctorat sont résumés en deux tâches principales : concevoir les transistors de puissance en diamant et leur commande de grille associée, caractériser ces dispositifs de puissance dans des cellules de commutation de puissance, des tests expérimentaux dédiés et la caractérisation en relation avec l'application finale :
Conception des transistors en diamant
En étroite collaboration avec le consortium du projet, les différents dispositifs seront étudiés à l'aide d'analyses par él
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Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Contraintes et risques :

Les candidat.e.s doivent :
- maîtriser les outils de simulation tels que SPICE, VHDL(-AMS), Cadence, ainsi que les outils de calcul et modélisation tels que Matlab/Octave ou Python. Des compétences en simulation numérique type élément fini seront un plus (ex : Comsol, TCAD, Silvaco).
- maîtriser les problématiques et méthodologies de caractérisation des transistors en régime de commutation large signal.
- Avoir un diplôme de Master ou d'école d'ingénieur en génie électrique ou physique appliquée.
- avoir des connaissances approfondies en électronique, idéalement dans la modélisation de transistors et les composants de puissance à matériaux grand gap et/ou ultra grand gap.
- démontrer une aptitude au travail en équipe et dans le cadre d'un projet collaboratif,
- avoir un bon niveau et une maîtrise des langues Françaises et Anglaises