{"id":73961,"date":"2025-06-10T08:07:54","date_gmt":"2025-06-10T06:07:54","guid":{"rendered":"https:\/\/www.iemn.fr\/?p=73961"},"modified":"2025-06-10T09:20:56","modified_gmt":"2025-06-10T07:20:56","slug":"these-cedric-teyssedou","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/news\/these-cedric-teyssedou.html","title":{"rendered":"C\u00e9dric Teyss\u00e9dou : Fabrication de micro-condensateurs hybrides 3D \u00e0 charge rapide pour l\u2019autonomie \u00e9nerg\u00e9tique de composants \u00e9lectroniques miniaturis\u00e9s &#8211; 11 juin 2025"},"content":{"rendered":"<div id='layer_slider_1'  class='avia-layerslider main_color avia-shadow  avia-builder-el-0  el_before_av_textblock  avia-builder-el-first  container_wrap sidebar_right'  style='height: 261px;'  ><div id=\"layerslider_58_1xan2v1kqf7yb\" data-ls-slug=\"homepageslider\" class=\"ls-wp-container fitvidsignore ls-selectable\" style=\"width:1140px;height:260px;margin:0 auto;margin-bottom: 0px;\"><div class=\"ls-slide\" data-ls=\"duration:6000;transition2d:5;\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"2600\" height=\"270\" src=\"https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/sliders_news1.jpg\" class=\"ls-bg\" alt=\"\" srcset=\"https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/sliders_news1.jpg 2600w, https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/sliders_news1-300x31.jpg 300w, https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/sliders_news1-768x80.jpg 768w, https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/sliders_news1-1030x107.jpg 1030w, https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/sliders_news1-1500x156.jpg 1500w, https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/sliders_news1-705x73.jpg 705w\" sizes=\"auto, (max-width: 2600px) 100vw, 2600px\" \/><ls-layer style=\"font-size:14px;text-align:left;font-style:normal;text-decoration:none;text-transform:none;font-weight:700;letter-spacing:0px;border-style:solid;border-color:#000;background-position:0% 0%;background-repeat:no-repeat;width:180px;height:30px;left:0px;top:231px;line-height:32px;color:#ffffff;border-radius:6px 6px 6px 6px;padding-left:50px;background-color:rgba(0, 0, 0, 0.57);\" class=\"ls-l ls-ib-icon ls-text-layer\" data-ls=\"minfontsize:0;minmobilefontsize:0;\"><i class=\"fa fa-quote-right\" style=\"color:#ffffff;margin-right:0.8em;font-size:1em;transform:translateY( -0.125em );\"><\/i>ACTUALITES<\/ls-layer><\/div><\/div><\/div><div id='after_layer_slider_1'  class='main_color av_default_container_wrap container_wrap sidebar_right'  ><div class='container av-section-cont-open' ><div class='template-page content  av-content-small alpha units'><div class='post-entry post-entry-type-page post-entry-73961'><div class='entry-content-wrapper clearfix'>\n<section  class='av_textblock_section av-mbq4iald-ad18839ead977250914a09882068dedc'   itemscope=\"itemscope\" itemtype=\"https:\/\/schema.org\/BlogPosting\" itemprop=\"blogPost\" ><div class='avia_textblock'  itemprop=\"text\" ><h2><span style=\"color: #ff6600;\">THESE<\/span><\/h2>\n<hr \/>\n<h4><strong><span style=\"color: #800000;\">C\u00e9dric TEYSSEDOU :<\/span><\/strong><\/h4>\n<h4>\u00ab\u00a0Fabrication de micro-condensateurs hybrides 3D \u00e0 charge rapide pour l\u2019autonomie \u00e9nerg\u00e9tique de composants \u00e9lectroniques miniaturis\u00e9s\u00a0\u00bb<\/h4>\n<\/div><\/section>\n\n<style type=\"text\/css\" data-created_by=\"avia_inline_auto\" id=\"style-css-av-18u73nj-dad6a947580930e400fc42ba200e80f1\">\n#top .hr.av-18u73nj-dad6a947580930e400fc42ba200e80f1{\nmargin-top:5px;\nmargin-bottom:5px;\n}\n.hr.av-18u73nj-dad6a947580930e400fc42ba200e80f1 .hr-inner{\nwidth:100%;\n}\n<\/style>\n<div  class='hr av-18u73nj-dad6a947580930e400fc42ba200e80f1 hr-custom  avia-builder-el-2  el_after_av_textblock  el_before_av_textblock  hr-left hr-icon-no'><span class='hr-inner inner-border-av-border-thin'><span class=\"hr-inner-style\"><\/span><\/span><\/div>\n<section  class='av_textblock_section av-jriy64i8-fd5f2e9d63bf552d6910d12f255eb26e'   itemscope=\"itemscope\" itemtype=\"https:\/\/schema.org\/BlogPosting\" itemprop=\"blogPost\" ><div class='avia_textblock'  itemprop=\"text\" >\n<style type=\"text\/css\" data-created_by=\"avia_inline_auto\" id=\"style-css-av-13ewzjw-68e036126b913e5028f77311dc66b825\">\n.av_font_icon.av-13ewzjw-68e036126b913e5028f77311dc66b825{\ncolor:#bfbfbf;\nborder-color:#bfbfbf;\n}\n.av_font_icon.av-13ewzjw-68e036126b913e5028f77311dc66b825 .av-icon-char{\nfont-size:60px;\nline-height:60px;\n}\n<\/style>\n<span  class='av_font_icon av-13ewzjw-68e036126b913e5028f77311dc66b825 avia_animate_when_visible av-icon-style- avia-icon-pos-left avia-icon-animate'><span class='av-icon-char' aria-hidden='true' data-av_icon='\ue8c9' data-av_iconfont='entypo-fontello' ><\/span><\/span>\n<p><strong>C\u00e9dric Teyss\u00e9dou<\/strong><\/p>\n<p>Soutenance : 11 juin 2025 \u00e0 10h00<strong><br \/>\n<\/strong>IEMN Amphitheatre - Central Laboratory - Villeneuve d'Ascq<\/p>\n<\/div><\/section>\n<section  class='av_textblock_section av-jtefqx33-26fa44c544b10063385818eda37e027b'   itemscope=\"itemscope\" itemtype=\"https:\/\/schema.org\/BlogPosting\" itemprop=\"blogPost\" ><div class='avia_textblock'  itemprop=\"text\" ><hr \/>\n<h5><strong><span style=\"color: #800000;\">Jury :<\/span><\/strong><\/h5>\n<ul>\n<li><strong>Rapporteurs :<\/strong><br \/>\nAline Rougier : Directrice de recherche au CNRS, ICMCB, Bordeaux<br \/>\nDenis Pelloquin : Directeur de recherche au CNRS, CRISMAT, Caen<\/li>\n<li><strong>Examiners :\u00a0<\/strong><br \/>\nJean le Bideau : Professeur des Universit\u00e9s, IMN, Nantes<br \/>\nMarielle Huv\u00e9 : Professeur des Universit\u00e9s, UCCS, Lille<\/li>\n<li><strong>Directeurs de th\u00e8se :<\/strong><br \/>\nChristophe Lethien : Professeur des Universit\u00e9s, IEMN, Lille<br \/>\nPascal Roussel : Directeur de recherche au CNRS, UCCS, Lille<span style=\"font-weight: 600;\">Summary:<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<h5><strong><span style=\"color: #800000;\">Summary:<\/span><\/strong><\/h5>\n<p>L&rsquo;essor de l&rsquo;Internet des objets (IoT) engendre une demande accrue pour des solutions de stockage d&rsquo;\u00e9nergie miniaturis\u00e9es. Ces solutions doivent permettre aux micro-capteurs de fonctionner de mani\u00e8re autonome, r\u00e9duisant ainsi consid\u00e9rablement les besoins en maintenance. En effet, les micro-capteurs n\u00e9cessitent diverses sources de stockage d&rsquo;\u00e9nergie pour assurer l&rsquo;ensemble de leurs fonctionnalit\u00e9s, ce qui rend crucial le d\u00e9veloppement de technologies innovantes dans ce domaine. Dans cette optique, nous avons entrepris de d\u00e9velopper un micro-condensateur hybride 3D \u00e0 charge rapide. Ce dispositif est con\u00e7u pour alimenter les fonctionnalit\u00e9s des micro-capteurs qui requi\u00e8rent le plus de puissance. Notre micro-condensateur s&rsquo;inspire de la technologie du condensateur d&rsquo;Evans, qui existe actuellement uniquement \u00e0 l&rsquo;\u00e9chelle macroscopique. Cette technologie associe une anode de condensateur \u00e9lectrolytique, constitu\u00e9e d&rsquo;un empilement m\u00e9tal\/isolant, avec une cathode compos\u00e9e d&rsquo;un mat\u00e9riau pseudo-capacitif. En miniaturisant cette technologie, nous visons \u00e0 combiner les avantages des condensateurs \u00e9lectrolytiques et des supercondensateurs. Les condensateurs \u00e9lectrolytiques sont connus pour leur haute densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique, tandis que les supercondensateurs offrent une puissance \u00e9lev\u00e9e et une dur\u00e9e de vie prolong\u00e9e. Cette hybridation permettrait de cr\u00e9er un dispositif capable de fournir une \u00e9nergie stable et rapide, essentielle pour les applications IoT. Le d\u00e9veloppement de ce micro-condensateur hybride 3D repr\u00e9sente une avanc\u00e9e significative dans le domaine du stockage d&rsquo;\u00e9nergie pour les micro capteurs. En rendant ces dispositifs plus autonomes et performants, nous contribuons \u00e0 l&rsquo;expansion de l&rsquo;IoT et \u00e0 la r\u00e9duction des co\u00fbts de maintenance associ\u00e9s. Cette innovation ouvre la voie \u00e0 de nouvelles applications dans divers secteurs, tels que la sant\u00e9, l&rsquo;industrie, et la domotique. Durant cette th\u00e8se, nous nous sommes exclusivement concentr\u00e9s sur le d\u00e9veloppement d\u2019une micro-anode pour condensateur \u00e9lectrolytique. Nous avons \u00e9tudi\u00e9 divers empilements m\u00e9tal\/isolant d\u00e9pos\u00e9s sous forme de films minces sur un substrat de silicium (Si). Par pulv\u00e9risation cathodique et pulv\u00e9risation cathodique r\u00e9active, nous avons d\u00e9velopp\u00e9 deux types de collecteurs de courant : le tantale (Ta) et le nitrure de tantale (TaN). Le d\u00e9veloppement du TaN a n\u00e9cessit\u00e9 une optimisation pr\u00e9cise du flux d&rsquo;azote (N2) afin d&rsquo;obtenir une couche nitrur\u00e9e tout en maintenant une conductivit\u00e9 \u00e9lectrique satisfaisante. Nous avons utilis\u00e9 un film dense de pentoxyde de tantale (Ta2O5), d\u00e9pos\u00e9 par pulv\u00e9risation cathodique r\u00e9active, comme couche isolante, di\u00e9lectrique, pour notre \u00e9lectrode. L&rsquo;optimisation du flux d&rsquo;oxyg\u00e8ne (O2) a \u00e9t\u00e9 cruciale pour atteindre la st\u0153chiom\u00e9trie d\u00e9sir\u00e9e de Ta2O5 et obtenir les meilleures propri\u00e9t\u00e9s barri\u00e8res lors des mesures \u00e9lectrochimiques. Gr\u00e2ce \u00e0 la r\u00e9alisation de condensateurs de type M\u00e9tal\/Isolant\/M\u00e9tal (MIM), nous avons pu caract\u00e9riser la constante di\u00e9lectrique et la tension de claquage de la couche de Ta2O5, qui sont respectivement de 24 et 0,5 V\/nm. Le d\u00e9veloppement de ces trois films (Ta, TaN, et Ta2O5) nous a permis de r\u00e9aliser des \u00e9lectrodes Ta\/Ta2O5 et TaN\/Ta2O5. Concernant cette derni\u00e8re, il s&rsquo;agit de la premi\u00e8re preuve de concept d&rsquo;une micro-anode de condensateur \u00e9lectrolytique utilisant cet empilement. Nous avons ensuite \u00e9tudi\u00e9 les interfaces M\u00e9tal\/Isolant et Isolant\/\u00e9lectrolyte des \u00e9lectrodes Ta\/Ta2O5 (43 nm et 25 nm respectivement) et TaN\/Ta2O5 (43 nm et 23 nm respectivement) sous diff\u00e9rentes tensions appliqu\u00e9es lors de mesures de voltam\u00e9trie cyclique. Les tensions appliqu\u00e9es \u00e9taient proches de ou sup\u00e9rieures \u00e0 la tension de claquage de Ta2O5. Les mesures par microscopie \u00e9lectronique en transmission (TEM) et par r\u00e9flectom\u00e9trie des rayons X (XRR) ont r\u00e9v\u00e9l\u00e9 un amincissement du collecteur de courant et un \u00e9paississement de la couche de Ta2O5 lorsque l&rsquo;\u00e9lectrode \u00e9tait soumise \u00e0 des tensions sup\u00e9rieures \u00e0 la tension de claquage de Ta2O5. Nous avons attribu\u00e9 ce ph\u00e9nom\u00e8ne \u00e0 un ph\u00e9nom\u00e8ne d&rsquo;anodisation d\u00e9j\u00e0 observ\u00e9 pour des \u00e9lectrodes \u00ab\u00a0massives\u00a0\u00bb. Pour l&rsquo;\u00e9lectrode TaN\/Ta2O5, les caract\u00e9risations TEM et XRR ont montr\u00e9 des ph\u00e9nom\u00e8nes similaires de changement d&rsquo;\u00e9paisseur du collecteur de courant et de la couche isolante lorsque la tension appliqu\u00e9e d\u00e9passait la tension de claquage de Ta2O5. Cependant, l&rsquo;analyse TEM a \u00e9galement r\u00e9v\u00e9l\u00e9 la pr\u00e9sence de porosit\u00e9s \u00e0 l&rsquo;interface TaN\/Ta2O5. Ces porosit\u00e9s voient leur diam\u00e8tre augmenter avec l&rsquo;augmentation de la tension appliqu\u00e9e. L\u00e0 aussi, nous avons attribu\u00e9 ces ph\u00e9nom\u00e8nes \u00e0 l&rsquo;anodisation de la couche de nitrure de Ta.<\/p>\n<\/div><\/section>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"","protected":false},"author":2,"featured_media":71083,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[12],"tags":[],"class_list":["post-73961","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-news"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/73961","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=73961"}],"version-history":[{"count":9,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/73961\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":73989,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/73961\/revisions\/73989"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/71083"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=73961"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=73961"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=73961"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}