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Theses

SL-DRT-24-0318

Publié le 7 décembre 2023
SL-DRT-24-0318
DomaineNouveaux paradigmes de calculs, circuits et technologies, dont le quantique

Domaine-SPhysique mésoscopique

ThèmeDéfis technologiques

Theme-SPhysique de l’état condensé, chimie et nanosciences

Domaine de recherche
Nouveaux paradigmes de calculs, circuits et technologies, dont le quantique Défis technologiques Physique mésoscopique Physique de l’état condensé, chimie et nanosciences DRT DCOS S3C LDQ Grenoble
Intitule du sujet
Intégration de dispositifs quantiques sur hétérostructures Ge/SiGe
Résumé du sujet
La réalisation de qubits de spin à partir de boites quantiques semiconductrices est activement explorée pour la mise au point de processeurs quantiques. S’appuyant sur les procédés de fabrication éprouvés de l'industrie microélectronique, cette technologie offrirait un passage à l’échelle plus rapide que d’autres technologies concurrentes. Récemment, des qubits directement dérivés de plateformes industrielles ont été démontrés, par exemple en technologie FDSOI au CEA-Leti ou sur technologie FinFET à Intel. Cependant, ces dernières souffrent de la présence d'une interface Si/SiO2 au plus proche des qubits, source d’un important désordre électrostatique. Une alternative consiste à utiliser des hétérostructures semiconductrices à base d'empilements de Ge/SiGe. Cela permet le confinement des charges entre des interfaces cristallines, réduisant ainsi drastiquement l’impact du désordre électrostatique sur les qubits. De plus, la faible masse effective des porteurs dans le Ge permet de travailler avec des dimensions plus relâchées, et le fort couplage spin-orbite offre un moyen de manipuler les spins sans intégration d'éléments externes de contrôle. La thèse portera sur le développement d'une filière quantique au CEA-Leti basée sur ces hétérostructures Ge/SiGe. Un premier axe de travail consistera à fabriquer sur coupons des structures de test de type barre de Hall et effectuer des mesures de mobilité à basse température pour optimiser la qualité des substrats et des matériaux utilisés dans les empilements de grilles. En parallèle, une filière sur substrats 200mm reposant sur de la lithographie eBeam sera progressivement mise en place pour la fabrication de réseaux uni- et bidimensionnels de boîtes quantiques. Le travail de thèse se fera en collaboration étroite entre les équipes des salles blanches du CEA-Leti et les équipes de physique du CEA-Irig.
Formation demandée
Master 2 (ou diplôme d'ingénieur) en microélectronique ou nanophysique Direction de la Recherche Technologique
Informations
Département Composants Silicium (LETI) Service des Composants pour le Calcul et la Connectivité Laboratoire des Dispositifs Quantiques
Université/école doctorale
Université Grenoble Alpes Electronique, Electrotechnique, Automatique, Traitement du Signal (EEATS)
Directeur de thèse
DRF/IRIG//PHELIQS
Personne à contacter par le candidat
BERTRAND Benoit CEA DRT/DCOS//LDQ benoit.bertrand@cea.fr
Date de début souhaitée09/01/2024

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