Thèse – Dispositif mémoire à haute efficacité énergétique basé sur des matériaux de Mott : développemen

Sujet de thèse :
À l’ère du numérique, la consommation énergétique des appareils microélectroniques représente un défi majeur, avec une part pouvant atteindre 50 % de la consommation mondiale d’électricité d’ici 2030. Cette situation est en grande partie due à une architecture informatique de type Von Neumann qui limite l’efficacité énergétique des systèmes actuels. Face à ce constat, les memristors, des composants électroniques innovants, permettent de créer des réseaux neuronaux matériels inspirés du cerveau, réduisant potentiellement la consommation énergétique des systèmes d’IA d’un facteur 10 000 par rapport aux solutions logicielles classiques.
Dans ce contexte, le projet MARMOTTE (Matrices de nano memristors de Mott pour le calcul neuromorphique ultra basse consommation) vise à développer des dispositifs mémoires innovants basés sur les isolants de Mott, une classe de matériaux qui présente une transition résistive unique lorsqu'ils sont soumis à des impulsions électriques. Ce projet se concentre sur la création de réseaux de mémoires de Mott nanométriques avec des énergies de commutation de l'ordre du femtojoule. Cet objectif pourra être atteint grâce à la combinaison des techniques de nanofabrication et nanocaractérisation avancées de l’IEMN, membre du réseau RENATECH, et d'une compréhension approfondie des propriétés électroniques et thermiques des isolants de Mott. Le projet Marmotte, financé par la Région Hauts de France et les fonds FEDER, implique une vingtaine de chercheurs et chercheuses de l’IEMN à Lille / Villeneuve d’Ascq et l’IMN à Nantes et comprend plusieurs recrutements.
Le poste PhD1 porte sur la nanofabrication d’un démonstrateur de réseau de points mémoires nanométriques à base de matériaux chalcogénures GaV4S8 et NiS2. Il inclut le développement d’un procédé de fabrication pour l’intégration de nanoélectrodes innovantes, ainsi que la nanocaractérisation avancée du démonstrateur. Le doctorant ou la doctorante recruté(e) aura enfin l’opportunité de participer à l’évaluation des performances énergétiques du démonstrateur pour le calcul neuromorphique.
Profil recherché. Le candidat retenu devra avoir :
- Un master en physique, en ingénierie, en sciences des matériaux ou dans un domaine connexe.
- Un vif intérêt pour la recherche expérimentale en nanosciences.
- La capacité de travailler de manière autonome et au sein d'une équipe de recherche.
- Une bonne maîtrise de l'anglais.
L'une ou plusieurs des compétences suivantes constitueront un atout certain :
- Expérience en fabrication de dispositifs semi-conducteurs en salle blanche
- Expérience de techniques de nano-caractérisation
- Connaissance des systèmes électroniques fortement corrélés / des matériaux de Mott

Contexte :
L'équipe "Physique des nanostructures et composants quantiques" étudie les propriétés électriques et optiques de nanomatériaux prometteurs, en adoptant à la fois des approches fondamentales et
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