Thèse : Caractérisation Hyperfréquence Sous Pointes de Nano Dispositifs : Métrologie et Instrumentation

 Khadim DAFFE

Soutenance de thèse
Jeudi 20 décembre 2018 à 10h00
Amphithéâtre IEMN – LCI, Villeneuve d’Ascq


Jury:

Pr. Virginie Degardin, (Univ. Lille, Examinateur)
Pr. Tan Phu Vuong, (Grenoble INP, Rapporteur)
Pr. Valérie Madrangeas, (Univ. Limoges, Rapporteur)
MCF. Marina Deng, (IMS Bordeaux, Examinateur)
Dr. Cédric Durand, (STMicroelectronics, Invité)
Pr. Gilles Dambrine, (Univ. Lille, Directeur de thèse)
MCF-HDR Kamel Haddadi, (Univ. Lille)

 Résumé:
Dans un contexte de développement spectaculaire des nano-objets, il est nécessaire de développer des moyens de caractérisation électrique haute fréquence sous pointes adaptés aux petites échelles. En particulier, deux verrous instrumentaux doivent être levés. D’une part, la principale difficulté pour caractériser des nano-composants est qu’ils présentent en régime dynamique de fortes valeurs d’impédances comparativement à celle des systèmes de mesure hyperfréquence usuels. D’autre part, Il existe une discontinuité de taille entre les nano-objets et les systèmes de mesure conventionnels. Compte tenu du challenge scientifique et d’un état de l’art relativement limité, plusieurs voies ont été explorées de concert. En premier lieu, dans le cadre d’un projet européen regroupant les acteurs de la métrologie, et du laboratoire commun IEMN-STMicroelectronics®, la traçabilité des mesures hautes impédances de nano-dispositifs est établie. Par ailleurs, il s’agit de développement de nouvelles générations de sondes GSG (Ground-Signal-Ground) en technologie MEMS (Microelectromechanical Systems), miniaturisées et adaptées à la taille des nano-dispositifs. Les sondes sont montées sur une plateforme de nano-positionnement robotisée et intégrée dans un microscope électronique à balayage.

 Abstract :
In the frame of the spectacular development of nano-objects, innovative on-wafer electrical measurement methods must be addressed at the nanoscale. In particular, two main issues have been identified. On one hand, nano-devices exhibit very high dynamic impedance in contrast with conventional measuring microwave instruments. On the other hand, there is an inherent size discontinuity between nano-objects and conventional measurement systems. Given the scientific challenge and a relatively limited state of the art, several avenues of investigation have been explored. First, as part of a European project bringing together metrology laboratories, and the joint laboratory IEMN-ST Microelectronics®, the traceability of nano-devices high impedance measurements is established. In a second step, the development of an electrical on-wafer measuring platform for nano-devices is described. This includes the development of new generations of GSG (Ground-Signal-Ground) miniaturized probes in MEMS (Microelectromechanical Systems) technology with reduced access pads. The probes are mounted on a robotic nano-positioning platform integrated in a scanning electron microscope.

Thèse : MOLECULAR PHENOMENA IN DNA DAMAGE BY IONIZING RADIATION (PHÉNOMÈNES MOLÉCULAIRES DANS L’ENDOMMAGEMENT DE L’ADN PAR RAYONNEMENTS IONISANTS)

Vendredi 14 décembre 2018 à 14h00

IEMN Amphi Laboratoire Central.

Fabio LANDUZZI

ABSTRACT: This thesis is devoted to a combined theoretical and experimental investigationof the structure and dynamics of two common types of defects occurring in theDNA molecule, after chemical or radiation damage as used in cancer therapy:base mismatches and strand breaks.
In the experimental part of the thesis, we used single-molecule forcespectroscopy performed by optical tweezers, to characterize DNA mismatches.Single base alterations were introduced in two types of short DNA hairpins, forwhich we measured the excess free energies, and deduced the characteristickinetic signatures of the defect from the force-displacement plots. In theseexperiments, performed at the lowest resolution limits of the technique, welooked at the folding/unfolding transition of the hairpin, to clearly identifythe presence of the defects in the DNA. Experiments were accompanied byMolecular Dynamics (MD) all-atom simulations of the same molecules, to furtherelucidate molecular details of the folding/unfolding process. 
In the second part of the thesis, we designed molecular models for the DNAstrand-break defects, in the two key constitutive elements of the chromatin:the DNA linker and the nucleosome. We simulated the presence of single- ordouble-strand breaks (SSB and DSB), whose evolution was studied by MD. Theresults revealed a complex dynamics of the defect regions, with collectivebond-rearrangement dominating with respect to simple H-bond breaking. Then, byvery-large-scale MD simulations of nucleosomes with DSBs inserted at varioussites, we characterised their evolution. We observe that DSB in the nucleosometend to remain compact, with only the terminal bases interacting with histones,thus exposing key features of the DNA-protein interactions. By calculating thecovariant mechanical stress, we demonstrate that this contribution is importantin the coupled bending and torsional energy landscape, thus helping in thecomplex process of DNA damage recognition. 

Jury: E. Dumont (rapporteur, ENS Lyon), F. Allemand(rapporteur, ENS Paris), F. Ritort (Uni Barcelona), E. Carlon (KU Leuven), R.Blossey (UGSF Lille), D. Collard (IEMN Lille), F. Cleri (IEMN Lille, dir. dethese), P. L. Palla (IEMN Lille, co-encadrant)

Seminar : “Diamond thin film synthesis and potential applications: The perspective from the Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences »

Vincent Mortet Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences

December 6, 2018, 2 pm

IEMN LCI, room 259

 

SMMIL-E Seminary : Advanced BioMEMS

3 décembre 2018, 17H30

Center Oscar Lambret, salle de formation A
3 Rue Frédéric Combemale, 59000 Lille
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Conference : “International Workshop on Sound-enabled Nanotechnologies » (IWSENT)

The European projects SAWtrain and Phenomen

November 26-29th 2018

Valencia (Spain)

Abstract :

IWSENT is a joint effort by the European-funded projects SAWtrain and PHENOMEN aiming at gathering leading scientists from all over the world working in the emerging field of high frequency vibrations in semiconductor and related materials, with special focus on surface acoustic waves (SAWs), opto-mechanics, high-frequency phonons, and their applications. The dynamic modulation of semiconductor structures by high frequency vibrations provides a powerful tool for the control of the materials properties required for novel functionalities in nanophotonics, nanoelectronics, and quantum information processing. Of special interest are SAWs: these vibrations with GHz frequencies and micrometer-size wavelengths can be generated on a semiconductor chip with standard integrated circuit technology. The combination of SAWs with nanostructures has developed into new interdisciplinary fields ranging from the control of chemical reactions to advanced acousto-optical structures and to GHz quantum acoustics. Moreover, the potential of combined phononics, photonics and radio-frequency (RF) electronic signals allows one to lay the foundations of a new information technology. In particular, the controlled propagation of phonons could lead to low power components, with phonons as information tokens, by themselves or coupled to photons.

IWSENT constitutes an excellent opportunity to start the discussion on phonon-based circuits as well as SAW-based technologies, seeking to explore synergies and to boost the research in the field in the near future.

brochure_IWSENT2018

http://iwsent.sawtrain.eu/

        

IEMN : Journée des nouveaux entrants

19 novembre 2019 au laboratoire central de l’IEMN,
Faculté des Sciences et Technologies de Lille
de 10h00 à 17h30

Cette journée s’adresse aux doctorants de 1ère année ainsi qu’aux nouveaux personnels.

PROGRAMME :

  • 10h00-10h15: Accueil des participants et mot de bienvenue : Henri HAPPY / Nora BENBAHLOULI
    Amphi LCI
  • 10H15-10H40:  Mots du directeur et présentation de l’IEMN : Lionel BUCHAILLOT
    Amphi LCI
  • 10H40-11H00: Présentation de l’ED SPI et des formations doctorales : Henri HAPPY
    Amphi LCI
  • 11H00-12H00: Session de présentation des posters (Doctorants 2nd année)
    Sous-sol LCI
  • 12H00-13H15: Cocktail dînatoire autour des posters
    Sous-sol LCI
  • 13H30-13H45: Présentation de la direction technique : Damien DUCATEAU
    Amphi LCI
  • 13H45-14H10: Présentation des services administratifs de l’IEMN : Frédéric LEFEBVRE
    Amphi LCI
  • 14H30-14H45: Présentation du rôle « Référent Insertion Professionnelle » : Kamal LMIMOUNI/Henri HAPPY
    Amphi LCI
  • 14H45-15H00: Présentation ASPID
    Amphi LCI
  • 15H00-15H15: Action Nanoécole
    Amphi LCI
  • 15H30-16H30: Visite des plate-formes; plate-forme de micro nano fabrication,
    plate-forme de microscopie champ proche, plate-forme de caractérisation haute fréquence
  • 16H30-17H30: Pot de Clôture
    Hall LCI

Seminary : Flagship IEMN « Neuromorphic Technologies »

Half Day Workshop

November 06th 2018, 14H30 – 17H30 LCI Theater
Amphitheater – IEMN
Faculté des Sciences et Technologies de Lille – Avenue Poincaré, Villeneuve d’Ascq

This half day WS aims to present and share IEMN research activities in relation with neuromorphic technologies in the frame of the flagship project. In particular, the WS will provide IEMN members with:

–  an exhaustive vision of the multiple activities carried out within the laboratory through various approaches on neuromorphic thematic

–  the opportunity to identify possible convergences, for the scientific activity itself

The program schedule is :

Talks (Including questions) – LCI theather

  • 14H30 – 15H00 : Alain Cappy (Anode / CSAM)
  • 15H00 – 15H30 : Antoine Frappé  (Microelectronic Silicium)
  • 15H30 – 16h00 : Yannick Coffinier (Biomems)
  • 16H00 – 16H30 : Fabien Alibart (NCM)
  • 16H30 – 17H30 : Round table / discussion

Contacts :
Christophe Loyez –  christophe.loyez@iemn.univ-lille1.fr
François Danneville – francois.danneville@iemn.univ-lille1.fr

Thèse : Développement de micro-capteurs de frottement pariétal et de pression pour les mesures en écoulements turbulents et le contrôle de décollement

GHOUILA-HOURI Cécile

Soutenance de thèse
26/10/2018 – 13:30
Amphithéâtre IEMN – LCI, Villeneuve d’Ascq


Résumé :

Le contrôle des écoulements vise à modifier le comportement naturel d’un écoulement fluidique. Dans le domaine des transports, contrôler les phénomènes fluidiques tels que le décollement peut permettre d’économiser du carburant, d’améliorer les performances des véhicules ou encore d’assurer davantage la sécurité des passagers. Dans ce contexte, des capteurs avec de fines résolutions temporelle et spatiale sont requis afin de connaître l’écoulement à contrôler et adapter en temps réel le contrôle.  Dans ce travail, l’objectif a été de développer des micro-capteurs de frottement et de pression pour les mesures en écoulements turbulents et le contrôle de décollement.
Tout d’abord un micro-capteur calorimétrique a été conçu et réalisé par des techniques de microfabrication pour mesurer simultanément le frottement pariétal et la direction de l’écoulement. Le micro-capteur a ensuite été intégré en paroi d’une soufflerie afin de réaliser son étalonnage statique et dynamique et d’étudier sa sensibilité à la direction de l’écoulement. Troisièmement, le micro-capteur calorimétrique a été utilisé pour caractériser des écoulements décollés.  Plusieurs micro-capteurs avec électronique miniaturisée ont été intégrés avec succès dans une maquette de volet et des essais de contrôle actif ont été réalisés. Enfin, la quatrième partie concerne le développement d’un micro-capteur de pression et d’un micro-capteur multi-paramètres réunissant les deux technologies.
L’ensemble de ces micro-capteurs a caractérisé avec succès et montre des résultats prometteurs pour caractériser les écoulements turbulents et permettre la mise en place de contrôle d’écoulement en boucle fermée.

Composition du jury

Rapporteur

M. Jean-François MANCEAU

Professeur à l’Université de Franche-Comté

Rapporteur

M. Azeddine KOURTA

Professeur à l’Université d’Orléans

Examinatrice

Mme Elisabeth DUFOUR-GERGAM

Professeur à l’Université Paris Sud Orsay

Examinatrice

Mme Isabelle DUFOUR

Professeur à l’Université de Bordeaux

Examinateur

M. Mark SHEPLAK

Professeur à l’Université de Floride

Directeur de thèse

M. Abdelkrim TALBI

Professeur à Centrale de Lille

Directeur de thèse

M. Philippe PERNOD

Professeur à Centrale de Lille

Encadrant de thèse

M. Quentin GALLAS

Ingénieur de recherche à l’ONERA

Encadrant de thèse

M. Eric GARNIER

Ingénieur de recherche à l’ONERA

Development of wall shear stress and pressure micro-sensors for turbulent flows measurements and flow control

 

Summary :

Flow control aims at artificially changing the natural behaviour of a flow. In transport industries, controlling fluidic phenomena such as boundary layer separation allowssaving fuel and power, improving vehicles performances or insuring passenger’s safety. In this context, sensors with accurate spatial and temporal resolution are required. Such devices enable to estimate the flow to control and allow real-time adaptation of the control. In this work, the objective is to develop wall shear stress and pressure micro-sensors for turbulent flows measurements and flow separation control.
Firstly, a calorimetric micro-sensor was designed and realized using micromachining techniques for measuring simultaneously the wall shear stress amplitude and the flow direction. Secondly, the micro-sensor was flush-mounted at the wall of a wind tunnel for static and dynamic calibrations. Thirdly, it was used to characterize separated flows. Several configurations were studied: separation on airfoil profile, separation and reattachment downstream a 2D square rib and the separation on a flap model. Several micro-sensors with embedded electronics were successfully integrated on a flap model and active flow control experiments were performed. Finally, the fourth part of the document concerns the development of a pressure micro-sensor and the development of a multi-parameter micro-sensor combining both technologies.
All these micro-sensors have been successfully realized and characterized and demonstrate promising results for measuring turbulent flows and implementing closed loop reactive flow control.

 

Seminary : Flush Mounted Piezoelectric Microphones for Flight Testing

Mark SHEPLAK

Research Group: Thermal Sciences and Fluid Dynamics
Title: Professor
E-mail:sheplak@ufl.edu
Personal links:Interdisciplinary Microsystems Group

Friday, October 26th, 10H00,
Amphitheater – IEMN
Faculté des Sciences et Technologies de Lille – Avenue Poincaré, Villeneuve d’Ascq

Abstract :

To understand and mitigate the impact of noise sources on an aircraft, aeroacoustic researchers are in need of a high performance, low cost microphones to address the increasing noise restrictions on commercial aircraft. Existing commercial sensors, even with their relatively high cost, in some cases constrain the quality and type of measurement that may be achieved. This talk presents the design, fabrication and calibration developments of the first truly flush-mount piezoelectric microelectromechanical (MEMS) dynamic pressure sensor with associated packaging for aircraft fuselage arrays. Through-silicon-vias (TSVs) are incorporated into the fabrication of the sensor to eliminate front-side wire bonds and enable an overall flush surface for the packaged sensor that minimizes flow disturbance. The developed packaging method for the sensor demonstrates an overall flushness to within 10 μm, showing substantial improvement from any previously reported efforts.