v1.16.1

PA - C7 - PHY573A : Conception expérimentale micro et nanoélectronique

Domaine > Physique.

Descriptif

Cet enseignement de projets expérimentaux se propose d’aborder, avec une approche proche du métier d’ingénieur en projet de R&D, les technologies actuelles et futures mise en œuvre en micro et nanoélectronique. Les projets seront réalisés en binôme et offrent une grande liberté dans les problématiques abordées. 4 thématiques seront potentiellement proposées au choix des élèves :

Circuits logiques programmables FPGA
Ce cours est consacré à la conception et à la mise en œuvre effective d'un circuit logique synchrone, sous la forme d'un projet de programmation mené en binôme, utilisant une plateforme à base de circuits reconfigurables (FPGA : Field-Programmable Gate Arrays).
Exemples de projets déjà réalisés : montre numérique, microprocesseur, oscilloscope numérique, synthétiseur audio, coprocesseur MD5, contrôleur vidéo.

Conception de circuits microélectroniques VLSI
L'objectif de ce module à caractère expérimental est de vous familiariser avec les techniques de conception de circuits intégrés VLSI CMOS, en menant à bien la conception et la réalisation d'un petit circuit électronique (environs 10 000 transistors), de la spécification au silicium. Les outils utilisés durant ce module sont issus de la chaîne de CAO Alliance, développés au Laboratoire d'Informatique de Paris 6. Ce ne sont pas des outils industriels, mais ce sont des outils nés de la recherche et bien adaptés à une démarche de conception.
Les années précédentes, un circuit accordeur de piano a été réalisé. Toutes les idées sont les bienvenues, et seront étudiées pour voir s'il est possible de les réaliser au moins partiellement.

Nano-composants à base de nanotubes de carbone
L'objectif de ce module à caractère expérimental est de mettre en œuvre la conception de transistor à base de nanotubes de carbone. De manière plus détaillée, seront abordées ici la synthèse des nanotubes de carbones par approche CVD, la caractérisation de ces derniers (microscopie SEM et TEM) et enfin la conception et la caractérisation des transistors à base de ces nanotubes. Une partie de ce projet expérimental sera réalisée dans la salle blanche de THALES.

Electronique d’instrumentation : conception d’un spectromètre RMN

L’objectif de cet enseignement expérimental est de concevoir, par approche schéma blocs, un petit spectromètre RMN élémentaire mais fonctionnel à partir du principe physique de la Résonance Magnétique Nucléaire. Les élèves aborderont ainsi les multiples concepts de l'électronique d'instrumentation (adaptions d’impédance, réflexion, mesures à très faible bruit, électronique Radio Fréquence, modulation, ...) autour d'un banc de spectrométrie par Résonance Magnétique Nucléaire. L’étudiant(e) personnalise son projet en développant un des nombreux thèmes autour de l’instrumentation RMN : la conception de circuits numériques à base de microcontrôleurs ARMN et/ou de FPGA (cartes de développements Mbed, Arduino, Redpitaya, Altera De*), la conception d’électronique analogique Radio Fréquence ou Basses Fréquences , Les mesures physiques (déplacement chimique, temps de relaxation, diffusion…), la simulation numérique, le traitement du signal, la mesure de bruit (facteur de bruit), l’évolution vers l’imagerie IRM (1D).


numerus clausus: 20

Modalités d'évaluation : Présentation orale et rapport écrit

Langue du cours : Français ou Anglais
Pas de prérequis

Credits ECTS : 4

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Instrumentation electronics: design of an NMR spectrometer

The objective of this experimental teaching is to design, by a block diagram approach, a small but functional NMR spectrometer based on the physical principle of Nuclear Magnetic Resonance. Students will thus approach the multiple concepts of electronics (micro-processing, impedance matching, reflection, very low noise measurements, Radio Frequency electronics, modulation, ...) around a Nuclear Magnetic Resonance spectrometry bench. The student personalizes his project by developing one of the many themes around this NMR instrumentation: the design/or use of digital circuits based on ARM microcontrollers and/or FPGA devices (works are done on Mbed, Arduino, Redpitaya,  Altera…  development boards), the design of analog electronics Radio Frequency or Low Frequencies boards, physical measurements (chemical shift, relaxation time, diffusion ...), numerical simulation, signal processing, noise measurement (noise factor), evolution towards MRI (1D) imaging.


numerus clausus: 20

Modalités d'évaluation : Présentation orale et rapport écrit

Langue du cours : Français ou Anglais
no prerequisites

Credits ECTS : 4



Format des notes

Numérique sur 20

Littérale/grade réduit

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

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