Simulation du recuit de cascades de déplacement en présence de dopant

Matériaux, physique du solide Stage - Bac+5 - Simulation du recuit de cascades de déplacement en présence de dopant - H/F Les environnements radiatifs produisent dans les matériaux des déplacements atomiques responsables de la dégradation des propriétés électriques des composants embarqués. Ces déplacements atomiques conduisent à la formation de défauts qui introduisent de nouveaux niveaux d’énergie dans la bande interdite des matériaux semi-conducteurs. Ces niveaux d’énergie sont à l’origine du bruit thermique dans les composants. Il se traduit par un taux de génération de paires électron-trou responsables de la défaillance des composants. Les défauts ponctuels peuvent migrer et s’agglomérer pour former des amas de défauts (clusters). En général, l’augmentation de la taille de ces clusters s’accompagne d’une hausse de leur activité électronique, conduisant à une génération plus importante de porteurs de charge. Dans ce travail, nous nous intéressons au silicium, matériau à la base de nombreux composants microélectroniques. Des observations expérimentales récentes, obtenues par nos collaborateurs de l’ISAE-Supaero, montrent que lors d’une irradiation, les composants en silicium dopés au bore présentent une densité de clusters plus faible que ceux dopés au phosphore. Les mécanismes atomiques responsables de cette différence restent cependant mal compris. L’hypothèse sous-jacente à la proposition de ce sujet de stage concerne comment le dopage influence les mécanismes de recuit qui suivent immédiatement la formation de la cascade de déplacements. L’objectif du stage est de comprendre ces mécanismes à l’échelle atomique à l’aide d’approches de modélisation et simulation multi-échelle. Le(la) stagiaire simulera dans un premier temps par dynamique moléculaire les cascades dans le silicium dopé au bore et au phosphore. Puis les configurations obtenues serviront d’entrée à des simulations Monte Carlo cinétique de recuit. Le stage permettra ainsi d’acquérir des compétences avancées en modélisation atomistique des matériaux, en simulation numérique haute performance et en calcul scientifique sur supercalculateurs (notamment le nouveau calculateur KAIROS du mésocentre CALMIP). Ce stage offre également la possibilité de poursuivre en thèse. Ces travaux se dérouleront dans le cadre d’un Laboratoire de Recherche Conventionné (LRC) nommé LICUR pour « Laboratoire sur l’Instrumentation et les Capteurs Ultra-Rapides, mis en place entre le LAAS-CNRS et le CEA DAM. Le poste sera localisé au LAAS-CNRS de Toulouse. Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes handicapées, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation pour l’inclusion des travailleurs handicapés. Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les collaborateurs du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation. Une formation sur la dynamique moléculaire et une maîtrise de Linux seraient un plus Simulation des matériaux, chimie théorique, simulation numérique. Bac+5