Séminaire : ‘Substrate-Integrated-Waveguide-Based Antenna Systems for 5G and the Internet-of-Things’

mardi 20 mars à 11h00 – Amphithéâtre IEMN – LCI Villeneuve d’Ascq

Dr. Sam Lemey, Ghent University.
Research Disciplines : Electromagnetism and antenna technology  High frequency circuits 
Sam.Lemey@ugent.be

Abstract: The Internet of Things (IoT) and Industry 4.0 will bring a massive change to the way we live and work in the near future. Fueled by the adaption of novel key-enabling technologies, common objects, tools, machinery, and even garments, will be augmented with sensing, processing, and wireless communication/localization capabilities. The pervasive integration of such a smart common objects into the internet will improve our awareness of our surroundings and physical conditions, thereby helping us to make better decisions. However, the far-reaching integration scenarios, the ever-increasing demand for higher data rates and the harsh and hostile IoT/Industry 4.0 environment make antenna design for IoT-applications substantially more challenging.

In this seminar, I will discuss a new class of high-performance low-cost antenna systems for the 5G wireless communication protocol and the Internet of Things.  In particular, the substrate integrated waveguide technology is adopted to implement cavity-backed slot antenna topologies in conventional and unconventional substrate materials. Owing to their extreme antenna-platform isolation, very stable antenna characteristics are obtained in challenging deployment conditions and with active transceiver and energy harvesting electronics directly integrated on the antenna platform. In addition, it will be shown that broadband operation can be obtained by diverse bandwidth enhancement techniques, whereas miniaturization can be obtained by relying on mode symmetries. Their potential will be demonstrated by presenting several broadband designs for smart floors, on-body applications and centimeter-precision localization applications. The seminar will be concluded by discussing the co-design procedure of a passive remote antenna unit for RoF communication and the realization of a compact, wideband and cost-effective mmWave antenna.

Short bio: Sam Lemey [S’14–M’16] (Sam.Lemey@ugent.be) received the M.Sc. degree in electronic engineering from Howest, University College West Flanders, Kortrijk, Belgium, in 2012 and the Ph.D. degree in electrical engineering from Ghent University, Ghent, Belgium, in 2016. He is currently working as a Post-Doctoral researcher at the Electromagnetics Group in the Department of Information Technology (INTEC) at Ghent University. His research focuses on robust antenna systems for wearable applications, energy-harvesting techniques for wireless nodes, active antenna design for the Internet of Things and 5G applications, IR-UWB antenna systems for centimeter-precision localization, novel techniques to implement substrate integrated waveguide structures in innovative materials, and full-wave/circuit co-optimization frameworks to realize active antenna systems.

Deux médailles d’argent CNRS décernées à deux chercheuses de l’IEMN

Lien : http://www2.cnrs.fr/presse/communique/5493.htm

Sabine Szunerits (à gauche) et Anne-Christine Hladky (à droite) ©Joaquim Dassonville

Comme chaque année, le Centre National de la Recherche Scientifique décerne la médaille d’argent afin de distinguer des chercheur.e.s pour l’originalité, la qualité et l’importance de leurs travaux, reconnus sur le plan national et international.

Parmi les vingt lauréat.e.s de l’année 2018 figure deux chercheures de l’IEMN (UMR 8520 – CNRS/Université de Lille/ISEN/UVHC/Centrale Lille) :

Sabine Szunerits, Spécialiste des biocapteurs et de la nano-médecine pour le traitement des infections virales et bactériennes ou l’hypothermie.
Professeure des Universités exerçant au sein du Département de Chimie de l’Université de Lille et au sein du groupe NanoBiointerface de l’IEMN a été distinguée par l’Institut de Chimie – INC.

Anne-Christine Hladky, Experte en métamatériaux acoustiques.
Directrice de Recherche au CNRS et responsable du groupe ACOUSTIQUE de l’IEMN a été distinguée par l’Institut des Sciences de l’Ingénierie et des Systèmes – INSIS.

Téléchargez le communique de Presse CNRS

Séminaire : « Quantitative Scanning Probe Microscopy Techniques for Heat Transfer Management in nanomaterials and nanodevices »

mardi 20 mars à 17h45 – ISEN Lille

Séverine Gomès
CNRS researcher, Micro and Nanoscale Heat Transfer group at the Centre for Energy and Thermal Sciences, Lyon University

Abstract: The control of heat flow is central to all technologies. According to the first law of thermodynamics, heat is the universal consequence of physical activity. At the same time modern material science and technology is increasingly devoted to the control of matter on the nanoscale and miniaturization of device elements well below 100 nm. By nano-structuring materials their physical properties may be engineered to achieve optimal performance. Examples include materials used in renewable energy generation (thermoelectric, photovoltaics) and structural composites. Thermal control is the dominant problem in many of these fields. For example, the continuous linear scaling of clock frequency in silicon device technology has been suspended for the last ten years as a direct consequence of the decreasing element size and increasing power density in VLSI systems. This is the first aspect of Moore’s law to fail and it has failed directly because of thermal management problems at the nanoscale.

The flow of heat at the nanoscale is completely different from that experienced in macroscopic systems. The dominant phonon wavelengths at room temperature are of order a nanometer with ballistic mean-free path extending from tens of nanometers (in copper) to hundreds of nanometers in Si. Accordingly, at the nanoscale heat flow in solids ceases to be entirely diffusive and may, indeed, be quantized. Convection is suppressed. Radiative transport, where significant, takes place in the near field, since the wavelength of thermal photons is approximately 10 µm at room temperature. Accordingly, the normal methods of modelling and design used for macroscopic thermal work are completely inappropriate.

Effective tools for thermal measurement at the nanoscale are limited. The highest spatial resolution systems which are used for quantitative thermal measurement are based on optical effects, such as IR thermal emission, Raman spectroscopy or photo-reflectance. The spatial resolution of all of these methods is limited to 500 nm or greater. The key technique for thermal measurement at the nanoscale is Scanning Thermal Microscopy (SThM), but this remains highly non-quantitative in normal use. The need is for a complete thermal measurement and modelling technology for use at the nanoscale.

In this talk I will outline our efforts in better understanding the heat transfer and measuring thermal properties at the micro and nanoscales. I will give my feedback after four years as scientific coordinator of a European large scale- NMP Project QUANTIHEAT that was centered around the SThM technique to solve the problem of thermal metrology at the nano-scale and delivering validated standards, methods and modelling tools for nano-thermal design and measurement and gathered 21 strategic partners in Europe.

Short bio:
Dr Séverine Gomès received her European PhD in Physics at the University of Reims, France in 1999.
She is a permanent CNRS researcher, head of the Micro and Nanoscale Heat Transfer group at the Centre for Energy and Thermal Sciences (CETHIL), a common center of the National Institute of Applied Sciences in Lyon, CNRS and the University Claude-Bernard of Lyon.
She was recruited in 2001 by CNRS in the area of Scanning Thermal Microscopy (SThM), a scanning probe microscopy method with which she worked during her PhD in collaboration with the the group of Hubert Pollock and Azzedine Hammiche at Lancaster University (ULANC, UK). She was awarded the CNRS Bronze Medal in 2005 for her pioneering works on SThM.
Her main research interests deal with the development and the application of SThM and electrical methods with the goals of studying heat generation and transport at micro and nanoscales and measuring thermal properties of nanostructured materials and local temperature. During 8 years (2007-2014) she was co-responsible along with Prof. O. Kolosov (ULANC), for the ‘Local Probes’ group in the ‘Advanced Metrology’ axis of the CNRS-sponsored European Research Network: ‘Thermal NanoSciences and NanoEngineering’. From dec. 2013 to nov. 2017, she was the scientific coordinator of the European large scale- NMP Project QUANTIHEAT.

Contact :
Séverine Gomes – CETHIL UMR 5008
Mail : Severine.gomes@insa-lyon.fr
Phone : 04 72 43 64 28

Séminaire CINTRA – THALES

A l’IEMN , en salle du conseil le Jeudi 8 Mars 2017 à partir de 9h15
 
UMI 3288 CINTRA, CNRS – NTU Singapore – Thales : Research activities and recent achievements
 
P. Coquet, Univ. of Lille – Director of CINTRA, B.K. Tay, NTU Singapore – Deputy Director, Q. Dinh, Thales Singapore – Deputy Director, D. Birowosuto.
Abstract:
CINTRA UMI 3288 is a joint laboratory between CNRS, Nanyang Technological University and Thales Group. It is located in Singapore and is developing research activities on Nano-electronics and Nano-photonics technologies. http://cintra.ntu.edu.sg/Pages/default.aspx
IEMN is one of the historical partners of CINTRA and there are several on-going projects between IEMN and CINTRA. The objective of the presentation will be to give an overview of the recent activities developed in CINTRA with the perspective of initiating new joint projects.

The 3 research thrusts of CINTRA will be detailed.
  • Carbon based Materials and Devices: Carbon nanotubes, graphene, BN, foam like materials, with applications in RF, 3D integration, thermal management, energy storage 
  • New Nano-materials and Structures: 2D TMD, nanowires, defect induce emitters, with applications in nano light sources, quantum sensing, gas sensing, radiation detection, energy harvesting
  • Nano-photonics Technologies: nanostructured optical fibers, III-V 

http://cintra.ntu.edu.sg/Pages/default.aspx

http://www.ntu.edu.sg/AboutNTU/CorporateInfo/Pages/Intro.aspx

L’IEMN et HORIBA JOBIN YVON s’associent pour créer une équipe mixte de recherche

HORIBA JOBIN YVON et l’Institut d’Electronique de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN-CNRS) s’associent et créent une « équipe mixte » de recherche visant à développer des outils de caractérisation innovants ainsi que la caractérisation physico-chimique de nanomatériaux. Cette structure, financée par des crédits FEDER de la Région Hauts-de-France, soutient des actions de recherche engagées depuis 2012, notamment sur la fabrication de sondes micro-nano-fabriquées pour applications à la spectroscopie Raman dont HORIBA JOBIN YVON est leader mondial

La thématique de recherche de l’équipe mixte concernera le développement d’outils de caractérisation innovants ainsi que la caractérisation physico-chimique de nanomatériaux par techniques de microscopie à force atomique et de spectroscopie Raman et infrarouge à exaltation de pointe. Le travail portera à la fois sur le design et fabrication de nouvelles générations de sondes de microscopie champ proche par techniques de micro et nano-fabrication, et un travail de nano-caractérisation avancée de propriétés physico-chimiques de matériaux nouveaux.

Références

 HORIBA JOBIN YVON est l’un des plus importants fabricants de systèmes et composants de spectroscopie et d’analyses. L’entreprise est leader mondial en spectroscopie Raman. Elle conçoit et fabrique à Villeneuve d’Ascq des appareils à la pointe de la technologie depuis plus de 50 ans. Les équipes de R&D et du laboratoire d’applications HORIBA Villeneuve d’Ascq travaillent actuellement sur le « nano-Raman », technique exploitant l’effet d’exaltation de pointe (« Tip Enhanced Raman Spectroscopy » ou TERS) et qui permet d’apporter à la spectroscopie Raman la résolution spatiale nanométrique des techniques de microscopie champ proche comme la microscopie à force atomique. http://www.horiba.com/fr/

L’IEMN (UMR8520, CNRS – Université de Lille – Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis – Centrale Lille et ISEN-yncréa) a une expertise reconnue internationalement en micro et nano-fabrication (l’IEMN est membre du réseau RENATECH), ainsi qu’en microscopie champ proche. L’IEMN a été lauréat en 2012 d’un PIA EQUIPEX Excelsior (www.excelsior-ncc.eu) couplant la microscopie champ proche aux excitations électriques et/ou optiques du continu au THz. Dans ce contexte, l’IEMN a développé des actions de recherche couplant microscopie champ proche et optique (par exemple SNOM infrarouge ou Terahertz, micro et nano-fabrication de cantilevers), et engagé une activité de recherche en convergence avec les applications visées par la société HORIBA.

Contacts

Chercheur l  Thierry Mélin l T 04 32 50 06 59 l thierry.melin@univ-lille1.fr
Presse CNRS l Stéphanie Barbez l T 03 20 12 28 18l stephanie.barbez@cnrs.fr
Presse Université de Lille l Cristelle Fontaine l T 03 20 96 52 57l cristelle.fontaine@univ-lille2.fr

Lire le communiqué de presse 

L’IEMN et HORIBA JOBIN YVON s’associent pour créer une équipe mixte de recherche

HORIBA JOBIN YVON et l’Institut d’Electronique de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN-CNRS) s’associent et créent une « équipe mixte » de recherche visant à développer des outils de caractérisation innovants ainsi que la caractérisation physico-chimique de nanomatériaux. Cette structure, financée par des crédits FEDER de la Région Hauts-de-France, soutient des actions de recherche engagées depuis 2012, notamment sur la fabrication de sondes micro-nano-fabriquées pour applications à la spectroscopie Raman dont HORIBA JOBIN YVON est leader mondial

La thématique de recherche de l’équipe mixte concernera le développement d’outils de caractérisation innovants ainsi que la caractérisation physico-chimique de nanomatériaux par techniques de microscopie à force atomique et de spectroscopie Raman et infrarouge à exaltation de pointe. Le travail portera à la fois sur le design et fabrication de nouvelles générations de sondes de microscopie champ proche par techniques de micro et nano-fabrication, et un travail de nano-caractérisation avancée de propriétés physico-chimiques de matériaux nouveaux.

Références

 HORIBA JOBIN YVON est l’un des plus importants fabricants de systèmes et composants de spectroscopie et d’analyses. L’entreprise est leader mondial en spectroscopie Raman. Elle conçoit et fabrique à Villeneuve d’Ascq des appareils à la pointe de la technologie depuis plus de 50 ans. Les équipes de R&D et du laboratoire d’applications HORIBA Villeneuve d’Ascq travaillent actuellement sur le « nano-Raman », technique exploitant l’effet d’exaltation de pointe (« Tip Enhanced Raman Spectroscopy » ou TERS) et qui permet d’apporter à la spectroscopie Raman la résolution spatiale nanométrique des techniques de microscopie champ proche comme la microscopie à force atomique. http://www.horiba.com/fr/

L’IEMN (UMR8520, CNRS – Université de Lille – Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis – Centrale Lille et ISEN-yncréa) a une expertise reconnue internationalement en micro et nano-fabrication (l’IEMN est membre du réseau RENATECH), ainsi qu’en microscopie champ proche. L’IEMN a été lauréat en 2012 d’un PIA EQUIPEX Excelsior (www.excelsior-ncc.eu) couplant la microscopie champ proche aux excitations électriques et/ou optiques du continu au THz. Dans ce contexte, l’IEMN a développé des actions de recherche couplant microscopie champ proche et optique (par exemple SNOM infrarouge ou Terahertz, micro et nano-fabrication de cantilevers), et engagé une activité de recherche en convergence avec les applications visées par la société HORIBA.

Contacts

Chercheur l  Thierry Mélin l T 04 32 50 06 59 l thierry.melin@univ-lille1.fr
Presse CNRS l Stéphanie Barbez l T 03 20 12 28 18l stephanie.barbez@cnrs.fr
Presse Université de Lille l Cristelle Fontaine l T 03 20 96 52 57l cristelle.fontaine@univ-lille2.fr

 

Séminaire MNMB : Yannick Rondelez, ESPCI

Yannick Rondelez
chercheur CNRS au laboratoire Gulliver à l’Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Insdustrielle de la ville de Paris

mercredi 7 février 2018
à 14h00, IEMN, Amphi. LCI.

Abstract:

Genetic polymers (DNA, RNA and analogues) and molecular programming techniques open unprecedented opportunities for the creation of molecular-scale information systems. For example, reaction networks with arbitrary topologies, build form synthetic DNA oligonucleotides can display rich non-linear behaviour. We can therefore reproduce in test tubes the fundamental dynamical systems underlying cell-scale computation, like oscillators, bistable switches, etc. In addition, molecular circuits open the route to a number of technological applications. Artificial molecular circuits can be combined with high throughput microfluidics techniques to implement highly parallel signal processing tasks in moleculo. I will discuss in particular a stochastic molecular optimisation technique addressing the challenge of protein design, as well as diagnostic applications.

Biographie:

Yannick Rondelez est actuellement chercheur au CNRS au laboratoire Gulliver (UMR 7083), à l’ESPCI. Après une formation académique en Physico Chimie à l’Ecole Normale supérieure de Cachan, il fait une thèse sur les modèles synthétiques de métallo-enzymes avant de partir au Japon pour un post-doc centré sur la biophysique (étude des protéines-moteurs). De retour en France, il travaille dans le consulting (créativité et heuristique) avant d’être embauché au CNRS, d’abord au Japon (LIMMS). En 2016, il déménage son groupe à l’ESPCI et développe un projet de recherche sur l’information au niveau moléculaire et la manière dont on peut rationnellement assembler des composants chimiques simples pour obtenir des systèmes dynamiques complexes.

Contact :
Yannick Dusch, Dr.
Maître de Conférences / Associate Professor
Tél. 03 20 19 18 16

Un chercheur de l’IEMN, lauréat de l’ERC Grant

Trois chercheurs de la délégation Nord-Pas de Calais et Picardie figurent parmi les lauréats de l’appel à projets ERC Consolidator Grant 2017. Il s’agit de :

– Fabien Alibart (IEMN) pour son projet « An ionoelectronic neuromorphic interface for communication with living systems « ;

– Alejandro Franco (LRCS) pour son projet  » Advanced and Reusable Theory for the In Silico-optimization of composite electrode fabrication processes for rechargeable battery Technologies with Innovative Chemistries « ;

– Anne-Virginie Salsac (BMBI) pour son projet  » Multiphysics study of the dynamics, resistance and targeted therapy potential of deformable Micro-Capsules « .

Ces projets, d’une durée de 5 ans, débuteront en janvier 2018 et recevront un financement respectif de 1,5 millions d’euros, afin de mener à bien des projets de recherche exploratoire.

Les résultats par pays et par domaine se déclinent ainsi :

Sciences Physiques et Ingénierie (PE) : la France se classe en 2ème position avec 30 lauréats, derrière le Royaume-Uni (32) et devant l’Allemagne (24). ;

Sciences de la Vie (LS) : la France est 4ème avec 14 lauréats, derrière l’Allemagne (32), le Royaume-Uni (18) et l’Israël (16) ;

Sciences Humaines et Sociales (SH) : avec 9 lauréats, la France est 4ème, derrière le Royaume-Uni (29), les Pays-Bas (18) et l’Allemagne (11).

Avec 275 propositions soumises en France et 53 lauréats, le taux de succès français pour cet appel s’élève à 19%, soit 6 points au dessus de la moyenne européenne.

Une galerie des murmures dans une goutte d’eau


Les ondes acoustiques peuvent servir à contrôler, agiter et mélanger les fluides avec une extrême précision. Des chercheurs de l’Institut d’électronique, de microélectronique et de nanotechnologie, du laboratoire Matière et systèmes complexes et de l’Institut des nanosciences de Paris ont expliqué comment ces ondes pouvaient induire la formation de tourbillons à l’échelle d’une goutte d’eau. Ce mécanisme se rapproche du phénomène acoustique de la galerie des murmures. Ces travaux sont publiés dans Journal of Fluid Mechanics, où ils sont mis en avant par un Focus on Fluids.

Très prisée dans le domaine biomédical, la microfluidique consiste à manipuler de très faibles volumes de liquides. Si les mélanges restent une opération complexe à ces échelles, ils peuvent être réalisés à l’aide d’ondes acoustiques de surface. Ces ondes, d’une fréquence de l’ordre du mégahertz, transfèrent graduellement leur quantité de mouvement au fluide, qui s’agite alors avec une formation de microtourbillons. Des chercheurs de l’Institut d’électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (IEMN, CNRS/Université Lille 1/ISEN Lille/Université Valenciennes/UVHC/École Centrale Lille), du laboratoire Matière et systèmes complexes (MSC, CNRS/Université Paris Diderot) et de l’Institut des nanosciences de Paris (INSP, CNRS/UPMC) ont mis en évidence des topologies particulières de tourbillons, issues d’un phénomène apparenté à une galerie des murmures. Dans cette curiosité architecturale, un son peut être perçu sur de longues distances en raison de sa focalisation le long de voûtes. Deux personnes peuvent ainsi discuter à voix basse de chaque côté de certaines coupoles.

Ici, des calculs numériques ont dévoilé la focalisation d’un groupe d’ondes qui se propagent sur des orbites périodiques le long de la surface de la goutte. Elles sont en effet entièrement réfléchies quand elles atteignent le bord intérieur de la goutte, soit l’interface entre l’air et le liquide, et sont guidées en boucles elliptiques. La forme de calotte sphérique de la goutte, façonnée par sa tension de surface, est à l’origine de cette concentration des ondes sur trois «?caustiques?», qui sont des sortes de lignes focales. Cette disposition très hétérogène du champ acoustique force l’écoulement interne à adopter une structure particulière, constituée d’une ou deux paires de tourbillons. Ce sont eux qui permettent un mélange efficace au sein de la goutte.

Galerie des murmures dans une gouttelette. (A-B) trajectoire des rayons acoustiques guidés par la surface de la goutte. (C) Simulation des courants acoustiques générés par les galeries des murmures. (© IEMN – MSC – INSP)

Références :
On the influence of viscosity and caustics on acoustic streaming in sessile droplets: an experimental and a numerical study with a cost-effective method
A. Riaud, M. Baudoin, O. Bou Matar, J.-L. Thomas & P. Brunet,
Journal of Fluid Mechanics (juillet 2017)
DOI: https://doi.org/10.1017/jfm.2017.178

 

Contact chercheur :
Antoine Riaud

Contact communication INSIS :
insis.communication@cnrs.fr