Effets électroniques dans les cascades de collisions dans le GaN

Description du sujet de thèse

Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences

Sujets de thèse
Effets électroniques dans les cascades de collisions dans le GaN

Contrat
Thèse

Description de l'offre
Dans les environnements radiatifs tels que l'espace et les installations nucléaires, les composants microélectroniques sont soumis à des flux intenses de particules qui détériorent leur fonctionnement en dégradant les matériaux les constituant. Les particules entrent en collision avec des atomes dans les matériaux semi-conducteurs, leur cèdent une partie de leur énergie cinétique et les éjectent de leur site cristallin. Les atomes éjectés vont à leur tour générer des collisions, formant une cascade de collisions qui conduira à la création de défauts de déplacements. De plus, les particules chargées primaires ou secondaires (issues de l'interaction avec un neutron par exemple) vont aussi interagir spécifiquement avec les électrons du réseau et leur céder une partie de leur énergie en générant des paires électron-trou. On parle de freinage électronique. Une simulation complète de cascade de collisions se doit donc d'intégrer ces deux éléments : collisions avec les noyaux des atomes et effets électroniques. La méthode de prédilection pour la simulation de cascades de collisions à l'échelle atomique est la dynamique moléculaire (DM). Cependant, les effets électroniques ne sont pas inclus car la méthode ne traite pas explicitement les électrons. Pour pallier à ce problème, des modules additionnels à la DM imitant le plus fidèlement possible les effets des électrons doivent être utilisés. L'état de l'art en ce qui concerne la simulation du freinage électronique d'un projectile dans un solide est la méthode de la théorie de la fonctionnelle de la densité dépendante du temps (TDDFT). L'objectif de cette thèse est de combiner DM et TDDFT pour réaliser des simulations de cascades de collisions dans le GaN et étudier l'influence des effets électroniques. En plus de compétences transverses communes à toute thèse, le/la candidat.e sera amené.e à développer des compétences dans plusieurs méthodes de modélisation à l'échelle atomique, en physique du solide, en interactions particules-matière, en environnement linux ainsi qu'en programmation.

Université / école doctorale
Sciences Chimiques: Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes (2MIB)
Paris-Saclay

Localisation du sujet de thèse
Site
DAM Île-de-France

Critères candidat
Formation recommandée
Ecole d'ingénieur avec spécialisation en sciences des matériaux, master 2 sciences des matériaux

Demandeur
Disponibilité du poste
01/11/2025

Personne à contacter par le candidat
JARRIN Thomas thomas.jarrin@cea.fr
CEA
DAM/DCRE//DCRE
CEA DAM Ile de France
Bruyères-le-Châtel
91297 Arpajon Cedex
0169265411

Tuteur / Responsable de thèse
RICHARD Nicolas nicolas.richard@cea.fr
CEA
DAM/DCRE//DCRE
CEA DAM Ile de France
Bruyères-le-Châtel
91297 Arpajon Cedex
0169264000

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