Doctorant en conception et développement de condensateurs haute densité à base de fluorites pour le stockage de l’énergie et la gestion thermique (h/f)

Lieu : Palaiseau, France


Construisons ensemble un avenir de confiance

Thales est un leader mondial des hautes technologies spécialisé dans trois secteurs d’activité : Défense & Sécurité, Aéronautique & Spatial, et Cyber & Digital. Il développe des produits et solutions qui contribuent à un monde plus sûr, plus respectueux de l’environnement et plus inclusif. Le Groupe investit près de 4 milliards d’euros par an en Recherche & Développement, notamment dans des domaines clés de l’innovation tels que l’IA, la cybersécurité, le quantique, les technologies du cloud et la 6G. Thales compte près de 81 000 collaborateurs dans 68 pays.


Nos engagements, vos avantages

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* Un engagement sociétal et environnemental reconnu


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Thales Research&Technology, notre centre de recherche dans les domaines matériels, et CortAIx Labs, notre centre de recherche en IA et digital ont pour mission de proposer des innovations de ruptures, de maintenir et d’accroitre l’avance technologique et d’en assurer la compétitivité pour le groupe.


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Thales s’engage pour l’emploi et l’insertion des personnes en situation de handicap. A ce titre, notre établissement est reconnu Organisme Handi-Accueillant.

En 2011, la découverte des propriétés ferroélectriques (FE) et antiferroélectriques (AFE) dans des couches minces issues de structures fluorite à base d’oxyde d’hafnium (HfO2) a représenté une percée significative dans le domaine de la ferroélectricité (Böscke, Müller, et al. 2011). Ces matériaux, en phase ferroélectrique (FE), ont démontré leur pertinence pour les applications mémoires, telles que les mémoires ferroélectriques (FeRAM) et les transistors à effet de champ ferroélectrique (FeFET).

En plus de leur potentiel pour les mémoires, ces matériaux présentent d’excellentes capacités de stockage d’énergie (Magagnin et al. 2024), ainsi que des propriétés pyroélectriques et électrocaloriques, ouvrant la voie à des applications variées : condensateurs à haute densité énergétique, dispositifs de récupération d’énergie thermique (Hanrahan et al. 2019), capteurs infrarouges (Lehmkau et al. 2022) et systèmes de refroidissement à l’état solide (Samanta et al. 2022). Cependant, un défi technique majeur demeure pour répondre aux exigences spécifiques de ces applications : stabiliser les phases ferroélectriques et antiferroélectriques dans des couches de plus grande épaisseur. En effet, au-delà d’environ 20 nm, les phases FE et AFE deviennent instables, voire disparaissent Choi, Moon, and Yoon 2019; Hyuk Park et al. 2013).

L’un des principaux objectifs de ce domaine de recherche est de stabiliser les propriétés FE/AFE dans des couches minces d’épaisseurs plus importantes, idéalement de l’ordre de 50-100 nm. Cela permettrait de garantir le volume actif nécessaire pour répondre aux besoins applicatifs au-delà des mémoires.

Dans ce cadre, cette thèse vise principalement à concevoir, élaborer et caractériser des condensateurs 3D à base de HfO₂ et ZrO₂ en phases FE/AFE pour des applications en stockage d’énergie et en refroidissement à l’état solide. Pour atteindre cet objectif, trois tâches principales seront méthodiquement abordées au cours de cette thèse :

1. Élaboration de matériaux FE/AFE à base de fluorites.

2. Fabrication de condensateurs 3D.

3. Caractérisations électriques et thermiques avancées.

Cette thèse sera conduite en collaboration avec l’Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL) et Thales Research & Technology (TRT). Vous serez basé à l’INL à Lyon pour la première phase de la thèse, puis à TRT à Palaiseau.


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Doctorant en Conception et développement de condensateurs haute densité à base de fluorites pour le stockage de l’énergie et la gestion thermique (H/F)

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