Le sujet proposé s’inscrit dans le cadre d’un projet CARNOT ayant pour objectif le développement d’une nouvelle génération de sondes de force basées sur une transduction optomécanique. Ces capteurs de force seront mis en place dans des microscopes AFM ultra rapides pour de l’imagerie et de la spectroscopie de force. Ils permettront notamment d’adresser des applications biologiques et biomédicales sur des échelles de temps sub-microseconde, voire nanoseconde en mode spectroscopie de force.

Le projet consiste à développer des dispositifs optomécaniques qui couplent des phénomènes mécaniques, optiques et thermiques au sein de structures micrométriques et nanométriques (M/NEMS). Il s’agit entre autres d’améliorer la compréhension des phénomènes physiques au sein de ces dispositifs : le développement d’applications capteur pour la biologie requiert entre autres une bonne compréhension des phénomènes mécaniques des nano résonateurs en milieu liquide (bruit, transduction, interaction fluide-structure, etc.).

Des premières sondes de force optomécaniques VLSI sur silicium ont été conçues et fabriquées dans les salles blanches quasi-industrielles du LETI et ont donné lieu à des premières preuves de concept pour l’AFM rapide [1,2]. Le post doctorant aura pour mission la préparation des sondes de force en vue de l’intégration de celles-ci dans un AFM rapide développé par notre partenaire au CNRS LAAS (Toulouse). Il sera en charge des opérations back end, de la libération des structures, de leur observation (SEM, microscopies optiques, etc.), jusqu’au packaging optique avec des férules à base de fibres optiques. Il participera également au développement d’un banc de test des composants avant et après packaging pour sélectionner les composants et valider les sondes avant intégration dans un AFM.

Le post doctorant s’intéressera également au fonctionnement de la sonde en milieu liquide pour permettre ultérieurement des études AFM de phénomènes biologiques : pour cela, le développement d’un actionnement efficace (électrostatique, thermique ou optique) de la structure mécanique pourra être réalisé et appliqué expérimentalement. Un retour sur la modélisation et le design pourra ainsi être proposé à partir des mesures, afin d’assurer la compréhension de tous les phénomènes physiques observés. Enfin, le post-doctorant pourra proposer de nouveaux designs visant les hautes performances attendues. Ces dispositifs seront fabriqués par la salle blanche du Leti, puis seront testés et comparés aux performances attendues.

Le post doc sera intégré dans une équipe scientifique composée de plusieurs thésards et post doctorants et pourra collaborer avec le LAAS CNRS participant au projet.

Le candidat devra posséder une formation en physique générale et appliquée, idéalement en nanotechnologies.

Une formation solide dans la physique des semi-conducteurs et de bonnes bases en optique sont nécessaires : une connaissance des capteurs électromécaniques et/ou optomécaniques, notamment pour la biologie serait un plus.

La préparation des sondes de force exigeant une collaboration étroite avec d’autres services du CEA Leti, le candidat devra prendre de nombreuses initiatives pour favoriser ces échanges de manière autonome.