CNRS/C2N : Propositions de Stages, Thèses et Post-docs (LPN) 
Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies - Campus de Marcoussis
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Propositions de Stages, Thèses et Post-docs
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Propositions de Stages

Trait horizontal

Puce Post-doctorats

Puce Thèses

Puce Stages

Puce      Master 2

Puce      Licence

Trait vertical

Voici la liste des propositions de stages. Vous pouvez aussi consulter la liste des stages en cours.

Puce Post-doctorats


  • Composants laser injectés électriquement en régime d'émission de polaritons à la température ambiante

  • Contact : S. Bouchoule , J. Zuniga-Perez
    Groupe : Dispositifs Photoniques (PHODEV)
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    Niveau postdoctoral
    * Durée : 12 mois. Possibilité extension + 6 ou +12mois.
    * Date démarrage souhaitée : avant Octobre 2016.
    * Partenaires du projet : Laboratoires LPN, CRHEA, avec Institut Pascal (IP), et Laboratoire Charles Coulomb (L2C). Dans le cadre du réseau Labex GANEX (www.ganex.fr).
    Contexte-Objectifs :Il s'agira de développer un composant laser à polariton à semiconducteur grand gap, injecté électriquement, fonctionnant à la température ambiante. Un contexte applicatif de l’étude concerne les communications optiques courtes distances à faible consommation d’énergie. Dans ce domaine où ne sont pas encore fixés de « standards », les performances les plus importantes seront le fonctionnement à la température ambiante et au-delà, la commande électrique intégrée, la compacité, l’extraction efficace du signal optique, l’intégration sur silicium. Un laser à polariton est une source cohérente à très faible seuil puisque le fonctionnement ne se fonde pas sur l’inversion de population. La configuration la plus mature aujourd’hui utilise le confinement optique dans une microcavité de facteur de qualité élevé. Les matériaux semiconducteurs grand-gap (GaN, ZnO) permettent de réaliser des lasers à polaritons fonctionnant à la température ambiante et au-delà. Cependant les réalisations actuelles utilisent le pompage optique de la couche active.
    L’objectif du projet post-doctoral est de développer une source pompée électriquement en s’appuyant sur les résultats récents du consortium (CRHEA, LPN, IP, LCC) et sur de nouveaux développements :
    i) l’utilisation d’une région active en GaN ou en ZnO.
    ii) l’intégration de contacts électriques intra-cavité, en particulier pour le coté p de la diode,
    iii) l’intégration d’un réflecteur de Bragg (DBR) en semiconducteur AlGaN/GaN de tres haute réflectivité, utilisant la technique d’épitaxie sur substrat silicium préalablement patterné développée au CRHEA.
    iv) la conception, et l'intégration d’un « piège à polaritons » spatial, dans le but accélérer la condensation de polaritons sur une zone de petite dimension (< 10µm)
    * Méthodes : Le(/la) post-doctorant concevra l’ensemble du dispositif en s’attachant à vérifier que le design ne dégrade pas le facteur de qualité. Il prendra en charge la fabrication du composant entre le CRHEA et le LPN. Dans un premier temps, au plan technologique il s’agira de mettre en place une filière de microcavité verticale en injection électrique en matériau nitrure. Dans un second temps, au plan du matériau il faudra évaluer pour le contact type-p l’interêt d’une jonction tunnel faiblement résistive et à faibles pertes optiques à la longueur d’onde λ ~340-360 nm.. Les cavités seront testées dans le consortium en pompage optique, et en pompage électrique (au L2C, et à l’IP) pulsé ou quasi-continu.
    *Mobilité : Le(/la) post-doctorant sera partagé entre le LPN et le CRHEA, sur la base de missions dans chacun des deux laboratoires. Les 12 premiers mois seront principalement effectués au LPN. Le(/la) post-doctorant pourra être amené(e) à effectuer des missions courtes au LCC et à l’IP pour contribuer au tests électro-optiques des composants.
    * Contacts : S. Bouchoule (LPN), J. Zuniga-Perez (CRHEA).

  • Nano-optomechanics for time-frequency metrology and microwave photonics : Towards an optomechanically-driven microwave oscillator

  • Contact : R. Braive
    Groupe : NanoPhotonIQ (NanoPhotonIQ)
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    Recent advances in nanophotonics have enabled co-design of mechanical and optical resonances in the same device, opening the way to optomechanics experiments at nanoscale. A notable contribution that has come out of this area, is the manifestation of parametric instability, resulting in mechanical amplification and thereby oscillation of the mechanical mode driven purely optically. This ability to achieve self-sustained oscillation with no need for feedback electronics makes optomechanical oscillators compelling for on-chip applications such as microwave clocks, in which directed light energy from a laser is available to fuel the oscillation. In this project, the photonic clock architecture will rely on an integrated high-quality optomechanical nanoresonator, in order to achieve very stable oscillation in the GHz range, where the lack of good quality and miniaturized sources is a severe issue. Thanks to the strong reduction of the oscillator dimensions down to nanoscale, the resonator will sustain mechanical modes strongly coupled to light up to 3-5 GHz, directly at the operating frequency of interest for optoelectronic microwave oscillators and metrology applications. One main issue is the stability of the oscillator's output, as gauged over short time spans by its phase noise. Stabilization will be achieved by implementing on-chip optoelectronic loops, exploiting either an optical or acoustic control of mechanical motion along different schemes including locking on a reference frequency or self-injection locking. This project will be carried out in strong collaboration with Thales-RT for the specifications of the devices and their phase noise measurements .
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Puce Thèses


  • Compréhension, caractérisation de la conduction électrique à l’interface hybride III-V sur Silicium, Dispositifs photoniques hybrides fonctionnant sous injection électrique à travers l’interface

  • Contact : A. Talneau
    Groupe : Groupe d'Optique des Structures Semi-conductrices (GOSS)
    En savoir plus
    Contexte :
    Alors que l’intégration hybride des matériaux semi-conducteurs III-V sur Si est maintenant correctement maîtrisée tant du point de vue structurale que photonique, la possibilité de l’intégration électrique et électronique reste très peu explorée [K.Tanabe, Scient.Rep. 2, 349(2012)]. Cette nouvelle fonctionnalité peut fortement améliorer les performances des dispositifs photoniques en terme de consommation, budget thermique, et haut débit lorsqu’on intègre l’électronique de commande. La maîtrise de cette fonctionnalité de l’interface hybride ouvre la voie à l’exploitation dans sa totalité des potentialités de l’intégration 3D.
    Le LPN a développé le collage hétéroépitaxial ou oxide-free des matériaux III-V sur Si [1] et a montré récemment que un tel interface a de bonnes propriétés de conduction électrique [2]. Le LPN dispose des outils de technologie et de caractérisation pour la réalisation des interfaces hybrides et des dispositifs photoniques comportant cet interface. Le groupe de P.Dollfus à IEF a l’expertise de la simulation du comportement électrique de l’interface. L’IEF et le LPN vont conjointement créer en Janvier 2016 le Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies.
    Méthode :
    Dans le cadre de cette thèse de doctorat, nous proposons d’élaborer des interfaces hybrides III-V sur Si par collage, puis comprendre et quantifier le transport électrique à ces interfaces, pour plusieurs matériaux III-Vet selon le dopage. Cette étude du transport se fera d’abord par simulation puis par caractérisation expérimentale des interfaces réalisés. Enfin, un dispositif photonique de type laser sera fabriqué, il exploitera le passage du courant à travers l’interface hybride en plaçant un de ses contacts sur la couche guidante Si, de façon à améliorer son comportement thermique, ce qui pénalise encore fortement les dispositifs hybrides actuels.
    Objectifs :
    L'objectif principal de ce travail de thèse est de démontrer le fonctionnement d'un laser hybride III-V/Si émettant à 1,55 µm, sous injection électrique à travers l'interface hybride.
    Dans ce but, ce travail de thèse sera impliqué dans :
    • L'élaboration par collage et la caractérisation des interfaces hybrides III-V sur Si permettant la conduction électrique;
    • La simulation et la caractérisation du comportement électrique de l’interface;
    • La conception, la fabrication d'un laser hybride injecté électriquement à travers l’interface, en particulier la caractérisation de son comportement thermique.

    A l’issue de la thèse, le candidat aura acquis une expertise en optoélectronique couvrant les deux domaines de l’électrique et de la photonique, dans le domaine des dispositifs émetteurs de lumière leur conception et leur caractérisation, et aussi une expertise en nanotechnologie, couvrant la connaissance des matériaux semi-conducteurs et leur structuration.

    [1] A. Talneau et al., Appl. Phys. Lett. 102, 212101 (2013)
    [2] K.Pantzas et al., IPRM (2014)
    Also
    K.Tanabe, S.Iwamoto and Y.Arakawa, IEICE Elec.Ex., 8, 596 (2011)
    K.Tanabe, K.Watanabe and Y.Arakawa, Scient.Rep. 2, 349 (2012)

    Le soutien financier est une allocation doctorale de EDOM.
    Egalement sur ADUM.fr

    Informations complémentaires : contact : Anne TALNEAU
    e-mail :

  • Dynamique non-linéaire et synchronisation de résonateurs nano-optomécaniques

  • Contact : R. Braive
    Groupe : NanoPhotonIQ (NanoPhotonIQ)
    En savoir plus
    Optomechanics explores the interaction between electromagnetic radiation and nano- or micromechanical motion. This interaction allows for a mutual control between light and mechanics. In order to enhance such interaction, one strategy consists in decreasing the mass of the oscillator whose dimensions can now be reduced down to nanoscale. The optomechanical interaction allows now for reading but also tailoring, via the optical force, the motion of mechanical oscillators such as suspended nanobeams or nanomembranes. At the crossroad between nanophotonics and nanomechanics, the objective of the PhD work is to achieve synchronization in a fully integrated nano-optomechanical platform for time/frequency metrology. The optomechanical platform will consist in photonic crystal resonators sustaining optical and mechanical modes, coupled via an integrated optical waveguide. After processing of the device under study in the laboratory's clean rooms, observation of mechanical self-oscillations will open the way to the implementation of synchronization processes along different schemes (synchronization to an external drive via injection locking and then between spatially-separated resonators via the optical waveguide). The PhD work will involve numerical simulation, nanofabrication and advanced optical measurements.
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Puce Stages

Master 2


  • Emetteurs GaN pour l’imagerie biologique : réalisation de substrats actifs à base de GaN/InGaN pour l’excitation localisée de biomolécules

  • Niveau : Master2
    Contact : A. Giacomotti , S. Bouchoule , A. Cattoni
    Groupe : NanoPhotonIQ (NanoPhotonIQ)
                Dispositifs Photoniques (PHODEV)
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    Démarrage souhaité : Avril 2016.
    Durée de stage souhaitée : 4 à 6 mois.
    Contact : Alejandro Giacomotti, Sophie Bouchoule, Andrea Cattoni (LPN)
    CONTEXTE
    L’objectif de ce travail est la réalisation et l’étude de substrats actifs nano-structurés à base de nitrure de gallium (GaN/InGaN) pour l’excitation localisée de biomolécules, notamment la protéine fluorescente verte (GFP- Green fluorescent protein). La GFP est couramment utilisée en tant que marqueur en microscopie de fluorescence, l’une des principales techniques d’imagerie biologique.
    L’intégration de nano-émetteurs localisés en surface d’un substrat, combinée à la nanostructuration du matériau pour le confinement spatial de l’émission, permet d'exalter localement l'excitation des marqueurs fluorescents, et améliorerait ainsi la résolution spatiale de la technique d’imagerie. Les structures envisagées sont de type « cristal photonique » opérant à des longueur d’onde dans la gamme du visible (λ~450 nm). Des réseaux périodiques de trous (diamètre ~60 nm, période ~110 nm) en couche mince de GaN/InGaN sur substrat transparent dans le visible seront ainsi réalisés.
    OBJECTIFS DU STAGE :
    Le travail de stage comprendra un volet fabrication et caractérisation des structures par microscopie électronique de balayage d’une part, et d’autre part leur étude optique par micro-photoluminescence (µ-PL). Ce stage s'insère dans une collaboration entre le CRHEA (conception et réalisation des structures épitaxiales), et le LPN (conception, fabrication des cristaux photoniques, études optiques). Il se déroule dans le cadre du Labex GANEX.

  • Surface influence on nanoswimmers behavior

  • Niveau : Master2
    Contact :
    Groupe :
    En savoir plus
    Skills needed: Background in electromagnetism and control, programing skill, basic electronic skill. Background in numerical simulation is an asset. Background: Making robotics at micro scale is made by very simple design. One way of doing this is to use magnetic particle that can be controlled with external electromagnet. We recently designed and fabricated such robot using 3D lithography and used metallic deposition to make the particles controllable with homogeneous magnetic field (see Figure). This design enabled us to move them with several types of motions. Two of theses motions (rolling and spintop) use the surface friction to propel the robot in desired directions. We experimentally observed that the surface material has an influence on theses motions. Goal: The goal of the internship is to make quantitative measurements of the robot behaviors on different surfaces in order to understand which parameters have an influence on the robot motion thus to build a satisfactory model of such interaction. Schedule: Month 1-2 : Building of the new experimental setup and guided bibliography work to get a good understanding of the subject. Month 3-4 : Experimental study. Month 4-6 : Analysis of the experiment, model building and report writing.

  • Nanostructured optical waveguide array for hybrid isolator on silicon

  • Niveau : Master2
    Contact : A. Talneau , G. Patriarche
    Groupe : Groupe d'Optique des Structures Semi-conductrices (GOSS)
                Elaboration et Physique des Structures Epitaxiées (ELPHYSE)
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    Silicon will be the future of integrated photonics. Garnet should be associated to Si to provide integrated optical isolation. LPN has developed an oxide-free bonding technique [1] of both materials that enables preserving any structuration included in the silicon waveguide. Such a nanostructuration is a very versatile tool for designing tailored structures dedicated to advanced optical functions. The internship aims at studying specific design for optical isolators. Commercial simulation tools ( COMSOL for modal analysis and LUMERICAL for 3D FDTD propagation analysis) will be used to fix the geometrical parameters of the waveguide array. LPN has large clean room facilities where such nanostructured devices are fabricated [2-3] . Devices will be produced, firstly on SOI to validate the design and then garnet hybrid integrated devices will be fabricated to validate the isolator operation. Measurements will be performed on an end-fire set-up in LPN in collaboration with Alcatel Lucent III-V Lab, partner of the national project ANR COHEDIO. http://www.lpn.cnrs.fr/en/GOSS/Projets/ANR_COHEDIO/ The student intern may acquire knowledge in device simulation, clean-room nano-fabrication techniques and experimental optics. [1] K.Pantzas et al., PD-2-We-D2-4, IPRM 2014 [2] A.Talneau et al., Appl. Phys. Lett.,103,081901 (2013) [3] C. Pang, H. Benisty, M. Besbes, X. Pommarede, A. Talneau, J. Lightwave Technol. 32, 1048 (2014)

  • Towards hybrid III-V on Silicon optical amplifier

  • Niveau : Master2
    Contact : A. Talneau , G. Patriarche
    Groupe : Groupe d'Optique des Structures Semi-conductrices (GOSS)
                Elaboration et Physique des Structures Epitaxiées (ELPHYSE)
    En savoir plus
    Silicon will be the future of integrated photonics. III-V materials should be associated to Si to provide efficient emission or amplification in the 1.55µm Telecom domain. LPN has developed an oxide-free bonding technique [1] that associate both materials while preserving any structuration included in the silicon waveguide. Such a nanostructuration is a very versatile tool for designing tailored structures dedicated to advanced optical functions. The internship aims at studying optimization of heteroepitaxial bonding, characterization of the bonding energy by nanoindentation and AFM measurements [2] , and demonstration of electrical injection across the hybrid interface. Such an injection scheme should greatly improve the thermal budget of the hybrid device on SOI. LPN has large clean room facility where technology is developed and devices are fabricated. The student will be involved in both technology and characterization. According to her/his skills, thermal simulation behaviour using the commercial COMSOL tool will be investigated, for determination of optimized geometrical parameters of the electrodes. This work is undertaken in the framework of the national COHEDIO project http://www.lpn.cnrs.fr/en/GOSS/Projets/ANR_COHEDIO/ The student intern may acquire knowledge in device simulation, clean-room nano-fabrication techniques and experimental characterization. [1] A.Talneau et al., Appl. Phys. Lett.,102,212101 (2013) [2] K.Pantzas et al., Appl. Phys. Lett.,103,081901 (2013)
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Master 1


  • Development of closed-loop control for a Microswimmer in Microfluidics

  • Niveau : Master1
    Contact : G. Hwang , G. Hwang
    Groupe : Nanotechnologie et Dispositifs Microfluidiques (NANOFLU)
    En savoir plus
    Cargo transport microrobotic swimmers inside micro?uidic channels could become useful tools for wide applications for biology and transducers technology, though their swimming performances are largely limited by low Reynolds number dynamics and surface phenomenon perturbations from the con?ned fluidic environments. Working on new mobile microrobotic swimmers has shown outstanding dynamic performances and simple process for several different designs and we now aim to develop a closed-loop manipulation strategy, involving fast-framerate camera and electromagnetic generator (4-8 axis generating signals up to 5 kHz). Automated in-plane trajectories are now a major challenge in our community and it has become yearly events at ICRA one of the major conferences in robotics. Winning in 2013 and 2014 events of the mobility and the microassembly challenges, this conference is now the opportunity to develop the controllability part of our setup. LPN facilities include a whole clean room complex allowing us to run in parallel our process and the characterization and experimentation on our test-bench. With more than a hundred people from different background, LPN provides an international context with rare resources and diversity, with fields from quantum physics to biology. It would constitute an excellent first experience in academic research. Expected work: The student will have to achieve the following tasks: • Getting in touch with the setup, software and physics: - Short bibliography - Comparing current real-time tracking performances to post-treatment with Tracker soft - Eventual update of the algorithm on our C# program using Visual Studio IDE • Implementation of closed-loop control - Definition of the model and parameters of the PID control - Implementation and analysis of performance in post-treatment - Define a tuning protocole, and if possible, an algorithm Depending on how the project evolves, different perspective could be planned such as the adaptation of the closed loop control to a haptic interface for smooth control and precise micromanipulation. Publications are highly desired on this project. Website: http://www.lpn.cnrs.fr/fr/NANOFLU/Nomad.php
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Licence


  • Développement et caractérisation optique et thermique d’une puce atomique pour la manipulation d’atomes froids.

  • Niveau : Licence
    Contact : S. Bouchoule
    Groupe : Dispositifs Photoniques (PHODEV)
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    Stage niveau 2ème année DUT
    Durée 2 mois minimum - Période : Mars 2016 - Novembre 2016
    CONTEXTE:
    Le laboratoire LCF de l'Institut d'Optique étudie, dans une dans une enceinte sous ultra-vide les propriétés quantiques d’atomes froids amenés dans un état particulier appelé condensat de Bose. Dans ce condensat les atomes (Rubidium) sont à une température proche de 0 K. Le condensat est confiné par un microcircuit placé au coeur de l’enceinte, appelé « puce atomique ». La puce atomique développée au LCF a deux fonctions. D’abord elle permet de confiner les atomes, par un piège magnéto-optique ; le micro-circuit constituant la puce (un réseau de microfils métalliques parcourus par un fort courant) génère un champ magnétique de piégeage au-dessus de la surface de la puce. Ensuite la surface de la puce forme un miroir optique qui permet de visualiser le nuage d’atomes par imagerie d’absorption. La qualité du piège magnétique dépend de la qualité des microfils. La qualité des images du condensat dépend de la qualité du miroir optique: surface parfaitement plane sur une grande surface. Les atomes sont au-dessus de la surface-miroir de la puce, mais pas trop éloignés des microfils (typiquement à une distance de 5 à 10 µm). Le miroir ne doit pas se dégrader dans le temps pour conserver longtemps la puce atomique dans l’enceinte à vide. La puce atomique est fabriquée en salle blanche au LPN à Marcoussis par des procédés microtechnologiques. Le LPN a développé une nouvelle génération de puce atomique qui devrait présenter une meilleure résistance à l’échauffement et une très bonne planéité du miroir de surface.
    OBJECTIFS DU STAGE:
    Le(/la) stagiaire devra prendre en charge en salle blanche certaines étapes critiques de fabrication de la puce. Il/elle devra caractériser la puce au plan électrique et optique. Ce travail se déroulera au LPN. Les puces réalisées seront ensuite caractérisées plus finement par le biais de mesures électro-thermiques, au LPN et au LCF. Le(/la) stagiaire devra comparer la résistance thermique des différentes générations de puces. Enfin, au LCF le(/la) stagiaire contribuera à l’assemblage d’un banc de test sous vide primaire/secondaire, pour étudier le vieillissement des miroirs optiques (réalisés au LPN) sous vapeur de Rubidium.
    * Contact : sophie.bouchoule@lpn.cnrs.fr
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DUT


  • Développement d'applet web pour traitement de données json issues de wos.

  • Niveau : DUT
    Contact : O. Oria
    Groupe :
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    Mots clés : REST, N1QL, Couchbase, json, python, django.
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