Modéliser les effets des radiations dans les matériaux semiconducteurs

Matériaux, physique du solide Stage - Bac+5 - Modéliser les effets des radiations dans les matériaux semiconducteurs - H/F Les radiations présentes dans l’environnement spatial provoquent des défaillances et accélèrent le vieillissement des composants électroniques embarqués. L’ionisation et les charges générées lors d’une irradiation peuvent perturber le fonctionnement des circuits de manière transitoire ou cumulée. La modélisation fine du transport des particules (électrons, protons et ions) dans les matériaux de la microélectronique est donc essentielle pour comprendre, prédire et limiter ces effets. Dans ce contexte, le CEA en partenariat avec l’ONERA a développé le module MicroElec, intégré au framework Geant4 (collaboration internationale https://geant4.web.cern.ch/), dédié à la simulation du transport des particules dans la matière. Les composants électroniques à base de nitrure de gallium (GaN) constituent une technologie prometteuse pour des applications en environnement radiatif. Cependant, leur résistance aux radiations ionisantes reste encore insuffisamment maîtrisée. Dans ce contexte, la modélisation du transport des particules dans les matériaux constituant ces composants est essentielle. Cela repose notamment sur des simulations Monte-Carlo, dont la fiabilité dépend de la qualité des sections efficaces d’interaction utilisées. Ces sections efficaces peuvent être obtenues à partir de modèles théoriques basés sur la fonction diélectrique et alimentés par des données issues d’expériences ou de simulations ab initio, ou alors être directement déterminées par des calculs ab initio sans modèle théorique intermédiaire. Le module MicroElec de Geant4 ne disposant pour l’instant pas de données de sections efficaces pour les alliages AlGaN des composants GaN, il est essentiel de les intégrer. Ce stage aura pour objectif de contribuer au calcul des sections efficaces et à leur implémentation dans Geant4. Selon l’avancement du projet et le profil du/de la stagiaire, les travaux porteront sur le développement de MicroElec (C++), la réalisation de simulations Monte-Carlo avec Geant4, le développement et la validation de modèles physiques pour le calcul des sections efficaces, ainsi que sur la réalisation de calculs ab initio basés sur la DFT. Ce stage permettra au/à la stagiaire d’acquérir des compétences en physique de la matière condensée et interactions rayonnement-matière au moyen de simulations numériques haute performance. Il offrira également l'opportunité de contribuer au développement d'outils de simulation de référence pour l'étude de la fiabilité des composants électroniques destinés aux environnements radiatifs. Le stage se déroulera sur le site du CEA de Bruyères-Le-Châtel, desservi par un réseau de transport d’entreprise gratuit depuis de très nombreux endroits de la région parisienne. 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. Master ou diplôme d'ingénieur avec une spécialisation en physique ou en science des matériaux. Bac+5