Un parcours qui fait le tour de la « maison » CEA

Diplômée de l'École nationale supérieure de physique de Grenoble, Julia Simon complète sa formation par un Master recherche en physique de la matière condensée et des semi-conducteurs, avant d'effectuer une thèse au département de recherche fondamentale du CEA sur les propriétés optiques des hétérostructures à base de GaN (nitrure de gallium).

Parce qu'elle voulait travailler sur des sujets industriels, elle rejoint ensuite le CEA-Leti où elle passe huit ans sur des procédés de fabrication en salle blanche.

Un détour de six ans par le CEA-Liten lui permet de s'occuper de gestion de projets industriels, avant qu'elle ne revienne au CEA-Leti, cette fois au département optique, qui justement se réorganisait autour de recherches sur les micro-LED pour micro-écrans.

« J'avais vraiment apprécié le travail d'équipe lors que mon premier passage au Leti, que j'ai voulu retrouver, » confie-t-elle. 

​​​Ici, après avoir dirigé un grand projet industriel, elle se recentre sur une dimension plus technique, partageant aujourd'hui son temps entre la fonction d'ingénieure chercheure et son expertise pour la prospection industrielle.

Vers une lumière plus directive

Si les LED ne sont plus des objets de recherche, leur miniaturisation pour en faire des sources d'affichage est d'actualité. Mais cette miniaturisation induit des effets qui dégradent les performances. L'équipe travaille alors à comprendre et contrecarrer ces effets, notamment pour les systèmes optiques dont les ouvertures numériques (ou cônes d'acceptance de la lumière) sont faibles.

Ce projet, financé par France 2030, consiste à optimiser la directivité des sources, pour qu'elles émettent principalement dans le cône d'intérêt.

« Une lumière mal dirigée, c'est de l'énergie perdue, explique Julia Simon. C'est un enjeu clé pour l'autonomie des dispositifs portables comme les lunettes à réalité augmentée. »

La publication primée dresse ainsi un panorama des leviers d'amélioration de la directivité mis au point au laboratoire, comme le développement de gravure pixel avec des pentes, la réalisation de micro-optiques hémisphériques, le dépôt de miroirs de Bragg très réfléchissants.

Elle s'appuie également sur une méthodologie de simulation, qui permet d'explorer diverses architectures optiques en quelques semaines, là où des mois, voire des années, auraient été nécessaires.

Des preuves de concept ont aussi été réalisées. Elles mettent en œuvre les leviers développés (miroir de Bragg, microlentilles) et ont servi de démonstration à l'échelle d'une plaquette de 200 mm, signe d'une maturité de fabrication industrialisable.

Des enjeux qui dépassent l'affichage grand public

Pour Julia Simon, cette récompense obtenue au Japon couronne surtout un travail collectif.

« Derrière chaque publication sur un composant se cache la contribution de dizaines de collègues, de la conception à la caractérisation ».

Et au-delà de l'affichage, l'expertise en directivité de l'équipe intéresse aussi un usage émergent, en l'occurrence les modules de communication puce à puce, pressentis pour les centres de calcul haute performance et les grands modèles d'intelligence artificielle. C'est une des raisons pour lesquelles cette publication a déjà suscité des premiers contacts auprès d'industriels et d'universitaires lors de l'IDW. A suivre…​