CDD Postdoctoral - Etudes des Propriétés de Films Minces Ga2o3 pour l'Électronique de Puissance H/F CNRS

Détail du poste

Du fait de sa grande bande interdite de 4,8 eV, bêta-Ga2O3 est un excellent candidat pour les dispositifs à base de semiconducteurs opérant à haute température. De plus, il peut supporter des champs électriques importants (champ de claquage de 8 MV/cm) le rendant aussi digne d'intérêt pour les applications haute puissance/haute tension, en concurrence avec GaN, SiC, et le diamant. Plusieurs marchés sont visés, militaires et civils, en particulier le marché de l'électronique pour les véhicules électriques, ou encore la distribution de l'énergie électrique issue des champs d'éoliennes ou de panneaux photovoltaïques.

Au GEMAC, nous élaborons le composé Ga2O3 en hétéroépitaxie sur saphir et en homoépitaxie sur substrat Ga2O3. La technique de croissance est l'épitaxie en phase vapeur par décomposition d'organométalliques (MOVPE, MOCVD). Nous caractérisons les propriétés morphologiques, structurales et électriques des films minces pour les applications en électronique de puissance. Cette thématique est transverse aux Axes "Semiconducteurs" et "Physique des matériaux multifonctionnels".
Ce contrat post-doctoral de 18 mois s'inscrit dans le cadre du projet européen SAFEPOWER "Safer and More Reliable WBG/UWBG-Based MVDC Power Converters". C'est un projet HORIZON-CL5-2024-D3-01, coordonné par le CSIC Barcelone. La mission sera précisément d'étudier les propriétés de films minces Ga2O3 issus du laboratoire.

Activités
En relation avec les partenaires du consortium, le matériau Ga2O3 sera développé pour la réalisation de dispositifs de type MESFET, JFET et diodes pn à hétérojonction. Au sein d'une équipe de sept personnes au GEMAC, le/la post-doctorant(e) étudiera les propriétés par diffraction de RX, microscopie à force atomique (AFM), mesure I(V), C(V), Effet Hall - Van der Pauw en température, et microscopie électronique en transmission corrigée (STEM). Les techniques de lithographie optique + pulvérisation cathodique seront utilisées pour la préparation des contacts électriques. L'effort sera porté sur le lien entre les conditions de croissance et les propriétés structurales/électriques afin de maitriser le transport électrique de couches dopées et non dopées. Le/la post-doctorant(e) sera fortement impliqué(e) dans la synthèse et la présentation des résultats lors des réunions du consortium européen (et lors de conférences), ainsi que dans la rédaction de rapports d'avancement et de publications.
Compétences
Expérience en physique et caractérisation des semiconducteurs (dans le cadre d'une thèse).
Connaissances théoriques :
- Matière condensée
- Transport électrique dans les semiconducteurs
- Cristallographie
Compétences
- Aptitudes expérimentales et au travail en équipe
- Suivre les règles de sécurité
- Communication, rédaction en anglais

Contexte de travail


Le poste est affecté au GEMAC, unité mixte de recherche dépendant de deux tutelles : le CNRS et l'Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines. Le GEMAC est situé sur le campus de l'UFR des sciences de Versailles. Il est également rattaché à l'Université Paris-Saclay.
Le/la post-doctorant(e) sera intégré(e) à l'Axe Semiconducteurs du laboratoire.
L'oxyde de gallium Ga2O3 est un oxyde connu. Sa structure cristalline admet 5 polymorphes, et la phase bêta cristalline est la plus répandue car la plus stable, jusqu'à 1800°C. C'est la phase à laquelle s'intéresse la communauté scientifique qui s'est très largement impliquée ces dernières années. La recherche internationale est ainsi très active sur le sujet, et de nombreux composants électroniques à base de Ga2O3 ont déjà été rapportés dans la littérature. A l'état de l'art, on soulignera la démonstration de diodes verticales à hétérojonction NiO/Ga2O3 avec une tension de rupture de 9 kV (https://doi.org/10.1116/6.0002722). L'élaboration de bêta-Ga2O3 peut se faire sous forme massive par diverses méthodes, avec des diamètres de lingots jusqu'à 6 pouces. Des substrats de bonne qualité sont ainsi commercialisés et cette disponibilité est primordiale pour le développement industriel de cet oxyde.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.
Contraintes et risques

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST). Des restrictions pourront être appliquées et, conformément à la réglementation, le recrutement nécessite qu'il soit autorisé par l'autorité compétente du MESR.