CDD Chercheur en systèmes rayonnants sub-térahertz (H/F)

Missions :
La détection et l’imagerie térahertz (THz) revêtent actuellement une importance majeure en raison du large éventail d’applications envisagées, notamment le contrôle non destructif, la détection d’objets dissimulés, l’identification de gaz ou de molécules, ainsi que la surveillance environnementale. Elles présentent également un fort impact sur des secteurs stratégiques de l’industrie nationale tels que la sécurité, la défense et l’agronomie [1]. À l’heure actuelle, la détection térahertz (THz) à haute sensibilité à température ambiante repose principalement sur des technologies à base de silicium et de leurs dérivés, telles que les microbolomètres résistifs ou les caméras à transistors à effet de champ (FET) [2],[3].

Ce projet vise à développer une solution technologique de rupture pour la détection et l’imagerie THz à haute sensibilité fonctionnant à température ambiante, fondée sur l’intégration de capteurs thermoélectriques déposés sur des membranes suspendues en polyimide et de métasurfaces absorbantes THz à très haute efficacité. Cette approche diffère fondamentalement des technologies bolométriques résistives conventionnelles et permet d’atteindre un faible bruit équivalent en puissance, une détectivité spécifique élevée ainsi qu’une faible consommation énergétique.

Plus spécifiquement, la mission consiste à concevoir et optimiser des structures absorbantes THz intégrées à la couche supérieure du détecteur afin d’améliorer l’efficacité d’absorption et d’adapter la réponse spectrale des dispositifs (large bande, bande étroite ou multibande) [4]. Ces travaux reposent sur l’analyse et le dimensionnement électromagnétiques de métasurfaces à motifs sous-longueur d’onde, principalement basées sur des cellules unitaires périodiques. Des approches semi-analytiques fondées sur des modèles de circuits équivalents sont utilisées pour le pré-dimensionnement rapide et la sélection des matériaux, puis complétées par des optimisations numériques en ondes complètes reposant sur la méthode des éléments finis [5].

[1] C. Jansen, et.al., "Terahertz imaging: applications and perspectives," Appl. Opt. 49, E48-E57 (2010).
[2] P Hillger, J Grzyb, R Jain, UR Pfeiffer, "Terahertz imaging and sensing applications with silicon-based technologies," IEEE Transactions on Terahertz Science (2018).
[3] Simoens, F., Meilhan, J. & Nicolas, JA. "Terahertz Real-Time Imaging Uncooled Arrays Based on Antenna-Coupled Bolometers or FET Developed at CEA-Leti," J Infrared Milli Terahz Waves 36, 961–985 (2015).
[4] H. Tao, N. I. Landy, C. M. Bingham, X. Zhang, R. D. Averitt, W. J. Padilla A metamaterial absorber for the terahertz regime: Design, fabrication and characterization, Optics Express 16(10):7181-8, May 2008
[5] L. Chen, S. -W. Qu, B. -J. Chen, X. Bai, K. -B. Ng and C. H. Chan, "Terahertz Metasurfaces for Absorber or Reflectarray Applications," IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 65, no. 1, pp. 234-241, Jan. 20
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