v1.16.1

PA - C9 - PHY593 : Semi-conducteurs et composants

Domaine > Physique.

Descriptif

Responsable :
Henri-Jean DROUHIN
LSI, DAER, Ecole polytechnique ; tél. 01 69 33 40 17 / 06 07 11 55 52.
Mél : henri-jean.drouhin@polytechnique.edu
Autres enseignants :
Yvan BONNASSIEUX
LPICM, Ecole Polytechnique. Tél. 01 69 33 43 02.
Mél : yvan.bonnassieux@polytechnique.edu .
Jean-Eric WEGROWE
LSI, Ecole Polytechnique. Tél. 01 69 33 45 55
Mél : jean-eric.wegrowe@polytechnique.edu
Henri JAFFRES
CNRS,Thalès. Tél. 01 69 41 58 70
Mél : henri.jaffres@cnrs-thales.fr

PRESENTATION

Cette option regroupe des thèmes de recherche – qui peuvent être de nature très fondamentale ou finalisée - et de recherche-développement dans le domaine des "hautes technologies". Le stagiaire pourra, par exemple, être intégré dans une équipe de physiciens développant des concepts qui ouvrent de nouvelles pistes pour le traitement de l’information du futur ; il pourra aussi être intégré dans une équipe de R&D industrielle développant des composants ou des systèmes. Entre l'ingénieur et le chercheur, il existe une différence dans le positionnement vis-à-vis de la physique : pour le premier, celle-ci est un moyen plutôt qu'une fin. Mais, qu'elle soit utilisée pour ses applications ou qu'elle soit l'objet même de la recherche, il s'agit toujours bien de la même Physique : les équations de Maxwell ou les principes de la Mécanique Quantique s'écrivent sous la même forme et possèdent le même contenu dans un centre de recherche industriel ou dans un laboratoire de recherche fondamentale !

La spécificité du métier d'ingénieur de recherche ou de développement est souvent d'avoir à mener un projet, en cherchant le degré ultime de performance et d'efficacité. Il doit également savoir être pragmatique, car il travaille avec des contraintes pratiques - tout particulièrement délais et coûts - souvent serrées. Les projets industriels présentent en général un caractère pluridisciplinaire marqué, ce qui n'implique pas que chacun devienne spécialiste de tout, mais soit capable de dialoguer efficacement avec des spécialistes d'autres disciplines.

Le stage de recherche consiste en un stage en laboratoire, universitaire ou industriel. Des stages en entreprises - grandes entreprises ou startups - sont également proposés. La dimension internationale des hautes technologies amène naturellement à proposer de nombreux stages à l'étranger dans de prestigieux laboratoires. Dans tous les cas, le stagiaire participera, au sein d’une équipe, à un projet en cours. Les domaines concernés sont très variés : micro- et nano-électronique, optoélectronique, spintronique, électronique grande surface, matériaux en couches minces, nanomatériaux, matériaux magnétiques, instrumentation optique...

C'est une étape logique et incontournable pour celles et ceux qui poursuivront leur formation en "Electrical Engineering", domaine qui couvre un très large spectre dans les universités américaines.


STAGES EN FRANCE ET A L’ÉTRANGER

Ces stages sont ouverts aux élèves indépendamment de leur cursus à l'Ecole. Toutefois, pour certains stages des prérequis peuvent être demandés.

Une cohérence du cursus de 3ème est attendue. Ainsi les stages liés aux semi-conducteurs et à leurs applications ne sont ouverts qu'aux élèves ayant suivi le module d'enseignement "Physique des Composants Semi-conducteurs" (PHY567). Les stages dans le domaine de la spintronique (électronique de spin) sont ouverts aux élèves ayant suivi l’approfondissement correspondant (EA PHY581B). En effet, une préparation préalable spécialisée - lors de l'EA les élèves travaillent sur des articles de recherche souvent en liaison directe avec leur futur stage - et une durée de stage prolongée sont indispensables pour aboutir à des résultats de niveau international. Il est fréquent que les élèves ayant suivi ce parcours publient, à l'issue de leur stage, dans des revues internationales de premier plan. De façon générale, les stages dans un pays éloigné (USA, Canada, Japon, Corée, Australie) se prolongent jusqu'à fin août. Il est fortement recommandé d'entreprendre la définition de son stage le plus tôt possible, en concertation avec les enseignants. Ces stages peuvent jouer un rôle important dans la préparation des formations de 4ème année.


EXEMPLES DE THEMES PROPOSES

- Semi-conducteurs (propriétés électroniques et optiques, élaboration) ;
- Micro- et nano-électronique (conception, élaboration et caractérisation des composants...) ;
- Optoélectronique (lasers à puits quantiques, lasers à cascade quantique, composants III-V...) ;
- Spintronique (Spin injection and transfert, Spin Hall effect, topological matter, GMR, TMR, MRAMs, têtes de lectures ; voir par exemple :
http://spie.org/OPN/conferencedetails/spintronics) ;
- Electronique grande surface, électronique organique (écrans plats, énergie photovoltaïque) ;
- Plasmonique ;
- Détecteurs (infrarouge, rayons X...) et capteurs ;
- Couches minces pour les applications (composants électroniques, optiques...) ;
- Nanomatériaux (nanotubes de carbone, nanofils...) ;
- Physico-chimie des surfaces et interfaces ;
- Magnétisme et matériaux magnétiques ;
- Supraconductivité : matériaux et applications ;
- Métallurgie physique (dislocations, alliages...) ;
- Verres, polymères, cristaux liquides…
- Instrumentation optique (ellipsométrie...) ;
- Electronique médicale ;
- Electronique industrielle, télécommunications ;
- Technologies de la microélectronique, conception de circuits ;
- Traitement du signal, traitement d'images.

LABORATOIRES D'ACCUEIL

A l'Ecole polytechnique :
- Laboratoire des Solides Irradiés (LSI) ;
- Laboratoire de Physique des Interfaces et des Couches Minces (PICM) ;
- Laboratoire de Physique de la Matière Condensée (PMC).

En France (exemples de laboratoires ou d'entreprises d'accueil - les possibilités sont très nombreuses) :
- Centre de Nanosciences et Nanotechnologies, C2N (http://www.c2n.universite-paris-saclay.fr ) ;
- Laboratoire Pierre Aigrain (ENS - Paris) ;
- Laboratoire de Physique des Solides (Université Paris Sud) ;
- CEA (Saclay, Grenoble, Cadarache) ;
- ONERA (Palaiseau) ;
- Thales- R&T (Campus Polytechnique) ;
- Saint-Gobain Recherche (Aubervilliers) ;
- Sagem (Argenteuil, Massy) ;
- ST Microelectronics (Crolles).

A l’Étranger (exemples de laboratoires ou d’entreprises d'accueil - les possibilités sont très nombreuses) :
- Australian National University (Canberra, Australia).
- EPFL (Lausanne, CH);
- Paul Drude Institute, Berlin (Germany);
- Peter Grünberg Institute, Jülich (Germany);
- Universität Stuttgart (Germany);
- Universität Würzburg (Germany);
- Universität Regensburg (Germany);
- Politecnico di Milano (Italy);
- Politecnico di Torino (Italy);
- Universities of Kyoto and Tokyo (Japan);
- IOFFE institute, Saint Petersburg (Russia);
- University of Barcelona (Spain);
- University of Cambridge (UK);
- University at Buffalo (USA);
- University of California (Los Angeles, Riverside, San Diego, and Santa Barbara, USA);
- California State University (Northridge, CA, USA);
- Harvard University (USA);
- MIT (Cambridge, MA, USA);
- Northwestern University (Chicago, USA);
- Virginia Tech (Blacksburg, USA);
- Headway Technologies, Milpitas (CA, USA);
- LAM Research (Fremont, USA);

Credits ECTS : 20

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Program manager:
Henri-Jean DROUHIN
LSI, DAER, Ecole polytechnique; phone/cell: 01 69 33 40 17/ 06 07 11 55 52.
E-mail: henri-jean.drouhin@polytechnique.edu
Other faculty members:
Yvan BONNASSIEUX
LPICM, Ecole Polytechnique; phone: 01 69 33 43 02.
E-mail: yvan.bonnassieux@polytechnique.edu.

Jean-Eric WEGROWE

LSI, Ecole Polytechnique; phone: 01 69 33 45 55.
E-mail: jean-eric.wegrowe@polytechnique.edu.

Henri JAFFRES

CNRS,Thalès. Tél. 01 69 41 58 70
E-mail: henri.jaffres@cnrs-thales.fr

INTRODUCTION
The present program relates to topics which may be truly fundamental or applied, and to R&D in a high-tech area. The trainee may, for example, be integrated into a team of physicists developing concepts that will open new avenues for information processing; it can also be integrated into an R&D team, in a company developing components or systems. Between the engineer and the researcher there is a difference of point of view regarding physics: for the former, this is a means rather than an end. But whether Physics is used for its applications or whether it is the very object of research, it is always the same Physics: Maxwell's equations or the principles of Quantum Mechanics are written under the same form and have the same content in an industrial research center or in a fundamental research laboratory!
The specificity of the job of a R&D engineer is usually to carry out a project, seeking the ultimate degree of performance and efficiency. The engineer has also to be pragmatic, because he handles with practical constraints - especially deadlines and cost. Industrial projects generally have a strong multidisciplinary character, which does not mean that everyone becomes a specialist in everything but is able to interact effectively with specialists from other disciplines.
The internship will be performed in a host laboratory which can be affiliated to a university or to industry. Internships in large companies or in startups can also be offered. The international dimension of high-tech activities naturally leads to numerous internships abroad, in high-visibility laboratories. In all cases, the trainee will take part, as a team member, in an ongoing project. The domain is broad and it includes micro- and nano-electronics, optoelectronics, spintronics, large area electronics, thin-film materials, nanomaterials, magnetic materials, optical instrumentation...
This is a logical and unavoidable first step for those who will continue their education in Electrical Engineering, a field that spans a very broad spectrum in US universities.

INTERNSHIP TRAINING
The program is open to students whatever the detail of their curriculum at the Ecole. However, regarding some internships, prerequisites will be requested.
A consistent 3rd-year curriculum is expected. Semiconductor courses and their applications are only open to students who attended the course “Physics of Semiconductor and Components” (PHY567). Internships in spintronics (spin electronics) are open to students who have followed the related training module (EA PHY581B). Indeed, well-focused preparation - during the EA the students work on research papers connected to their internship topic - and an extended period of training are mandatory to achieve results at the cutting edge of research. It is not exceptional for students who have followed this track to publish in leading international journals, as an output of their internship. In general, internships in another country (USA, Canada, Japan, Korea, Australia…) continue until the end of August. It is strongly recommended to start the definition of the internship as soon as possible, in discussion with the faculty. These internships can play an important role in the preparation of 4th year courses.

EXAMPLES OF TOPICS
- Semiconductors (electronic and optical properties, growth);
- Micro- and nano-electronics (design, development and characterization of components ...);
- Optoelectronics (quantum-well lasers, quantum-cascade lasers, III-V devices);
- Spintronics (spin injection and transfer, Spin Hall effect, topological matter, GMR, TMR, MRAMs, read heads: see for example: http://spie.org/OPN/conferencedetails/spintronics);
- Large surface electronics, organic electronics (flat screens, photovoltaics);
- Plasmonics;
- Detectors (infrared, X-rays ...) and sensors;
- Thin films for applications (semiconductor, optical, etc.);
- Nanomaterials (carbon nanotubes, nanowires, nanopores ...);
- Physical chemistry of surfaces and interfaces;
- Magnetism and magnetic materials;
- Superconductivity: materials and applications;
- Physical metallurgy (dislocations, alloys ...);
- Glasses, polymers, liquid crystals...
- Optical instrumentation (ellipsometry...);
- Medical electronics;
- Industrial electronics, telecommunications;
- Microelectronics technologies, circuit design;
- Signal processing, image processing.

HOST LABORATORIES
At the Ecole Polytechnique:
- Laboratory of Irradiated Solids (LSI);
- Laboratory of Physics of Interfaces and Thin Films (PICM);
- Laboratory of Condensed-Matter Physics (PMC).

In France (examples of laboratories or host companies – there are many opportunities):
- Center of Nanosciences and Nanotechnologies, C2N (http://www.c2n.universite-paris-saclay.fr);
- Laboratory Pierre Aigrain (ENS - Paris);
- Laboratory of Solid Physics (University Paris Sud);
- CEA (Saclay, Grenoble, Cadarache);
- ONERA (Palaiseau);
- Thales-R & T (Polytechnique Campus);
- Saint-Gobain Research (Aubervilliers);
- Sagem (Argenteuil, Massy);
- ST Microelectronics (Crolles).

Abroad (examples of laboratories or host companies there are many opportunities):
- Australian National University (Canberra, Australia).
- EPFL (Lausanne, CH);
- Paul Drude Institute, Berlin (Germany);
- Peter Grünberg Institute, Jülich (Germany);
- Universität Stuttgart (Germany);
- Universität Würzburg (Germany);
- Universität Regensburg (Germany);
- Politecnico di Milano (Italy);
- Politecnico di Torino (Italy);
- Universities of Kyoto and Tokyo (Japan);
- IOFFE institute, Saint Petersburg (Russia);
- University of Barcelona (Spain);
- University of Cambridge (UK);
- University at Buffalo (USA);
- University of California (Los Angeles, Riverside, San Diego, and Santa Barbara, USA);
- California State University (Northridge, CA, USA);
- Harvard University (USA);
- MIT (Cambridge, MA, USA);
- Northwestern University (Chicago, USA);
- Virginia Tech (Blacksburg, USA);
- Headway Technologies, Milpitas (CA, USA);
- LAM Research (Fremont, USA);

Credits ECTS: 20

Format des notes

Numérique sur 20

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur de l'Ecole polytechnique

Veuillez patienter