Fabrication, modélisation et caractérisation de transducteurs flexibles à base de nanofils piézoélectriques

Sujet de Stage: Premier semestre 2018

Mots clefs :
Nanotechnologies, Nano fils, Piézoélectricité, Physique du semi-conducteur et technologie.

 Description du projet :
Ces dernières années, un intérêt croissant s’est manifesté au sein de la communauté scientifique internationale pour l’étude de nanofils, dont le caractère unidimensionnel (1D) leur confère des propriétés (électriques, mécaniques…) uniques. Ces propriétés peuvent être exploitées avantageusement pour différentes applications de type capteurs, actionneurs ou système de récupération d’énergie (Fig. 1) [1]

Le sujet de stage se focalise sur la transduction mécanique à électrique utilisant un matériau composite à base de nanofils de ZnO.
Ces nanocomposites pourront avoir des propriétés améliorés par rapport aux couches minces piézoélectriques [2][3]. L’objectif du stage est d’évaluer les performances de ces composites quand ils sont intégrés sur des substrats flexibles.

Le candidat travaillera sur 3 objectifs différents mais corrélés :
– Participer à la fabrication de nano composites intégrés sur différents  substrats flexibles.
– Caractérisation électromécanique des dispositifs fabriqués grâce à un banc de test spécifique.
– Participer à la modélisation des composites piézoélectriques utilisant un logiciel commercial de calcul d’éléments finis (FEM)

La réalisation de ces objectifs nous permettra une meilleure compréhension des phénomènes mis en jeu et permettra de dégager des pistes d’optimisation pour des applications de récupération d’énergie ou capteur.

Le/La stagiaire bénéficiera d’un cadre de collaboration déjà établi et aura l’opportunité de contribuer à des projets nationaux et Européen liés à la récupération d’énergie.
Ce sujet de stage sera poursuivi dans une thèse de doctorat.
Reférences:
[1] S. Lee, R. Hinchet, Y. Lee, Y. Yang, Z.-H. Lin, G. Ardila, L. Montes, M. Mouis, Z. L. Wang,
« Ultrathin Nanogenerators as Self-powered/Active Skin Sensors for Tracking Eye Ball Motion », Adv. Funct. Mater., 24 (2014) p. 1163-1168.
[2] R. Tao, G. Ardila L. Montes and M. Mouis, “Modeling of semiconducting piezoelectric nanowires for energy harvesting and sensing” Nano energy, 14 (2015) p.62-76.
[3] R. Tao, M. Parmar, G. Ardila, P. Oliveira, D. Marques, L. Montès, M. Mouis, “Performance of ZnO based piezo-generators under controlled compression”, Semiconductor Science and Technology, 32(6) (2017) p. 064003.

Détails :
Durée : de 4 à 6 mois ( premier semestre 2018)
Niveau: PFE Ecole d’ingénieur, Master 2
Lieu : IMEP-LAHC / Minatec / Grenoble
Encadrant : Gustavo Ardila

Laboratoire de recherche:
L’IMEP-LAHC  est localisé dans le centre d’innovation de Minatec. Il collabore avec plusieurs grands industriels (ST-Microelectronics, SOITEC, etc.) et centres microélectroniques préindustriels (LETI, LITEN, IMEC, Tyndall).
Le/La stagiaire travaillera au sein du groupe Composant MicroNanoElectronique / Nanostructures & Nanosystèmes Intégrés et aura accès aux plateformes technologiques (salle blanche) et de caractérisation du laboratoire.

Contacts:
Gustavo ARDILA   (ardilarg@minatec.grenoble-inp.fr) 04.56.52.95.32

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