Domaines d'excellence

Domaine Infrarouge

Longtemps, le domaine de l’infra-rouge a été considéré comme relevant exclusivement des applications militaires du type vision nocturne ou contre mesures. Mais ces dernières années, cette riche gamme spectrale s’ouvre de plus en plus aux applications civiles, que cela soit dans le domaine industriel, la sécurité des biens et des personnes, l’environnement avec l’analyse de gaz ou bien le médical.

Ces applications s’appuient sur le développement de composants optoélectroniques, lasers et photodétecteurs, de très hautes performances qui sont le moteur d’activités de recherche importantes dans de nombreux laboratoires à travers le monde.

A l’IES l’Institut d’Electronique, nous fabriquons et étudions depuis plus de vingt ans de tels composants optoélectroniques, émetteurs lasers et détecteurs de rayonnement infra-rouge. Ces composants, à base de matériaux semi-conducteurs de la filière des antimoniures (GaSb) satisfont pleinement les critères de hautes performances et sont une spécificité de notre institut reconnue au niveau international.

Cette plaquette présente les activités de nos équipes de recherche dans le domaine de l’infra-rouge, avec un focus sur l’Equipex EXTRA, qui prendra place au sein du futur bâtiment de l’IES (livraison juin 2014, 8000m2, co-financements Etat-Région LR), et qui traduit de façon remarquable l’excellence de notre laboratoire dans ce domaine.

III-Sb
EQEpitaxie et
technologie UIPEX EXTRA

Lasers IR
Diodes
Lasers à cascade quantique (QCL)
Lasers à cavité (externe) verticale émettant par la surface

Photodetecteurs IR
Super-réseaux
InSb épitaxié

Domaine fiabilité

Aujourd’hui, le développement du spatial, des transports et des réseaux se fait essentiellement grâce aux évolutions technologiques des composants et systèmes de l’électronique et de l’électrotechnique. En effet, face aux attentes de notre Société de plus en plus demandeuse d’informations et de données accessibles en tous lieux, commencent à poindre deux problématiques majeures : fiabilité des systèmes de traitement et de communication de ces données (TIC), mais aussi fiabilité des réseaux et dispositifs d’alimentation en énergie de ces mêmes systèmes. Ainsi, au travers de l’actualité, on constate chaque jour que la fiabilité de ces dispositifs et systèmes devient l’un des enjeux prioritaires dans la construction du monde économique et social de demain. En effet, une fois l’information acquise, personne aujourd’hui n’accepte facilement un artefact lié à une erreur dans son mode de traitement ou de transport, et encore moins une défaillance des systèmes d’alimentation en énergie électrique.

La fiabilité des matériaux et composants est donc un élément clé, notamment quand la sécurité des biens et des personnes en dépendent, qui impulse et continuera à impulser des activités de recherche importantes chez les acteurs académiques et industriels français et étrangers. Les gradients électriques et thermiques en constante augmentation et les radiations naturelles (issues du rayonnement cosmique) représentent des contraintes grandissantes pour les applications terrestres, avioniques et spatiales.

Depuis 25 ans, les équipes GEM et RADIAC s’intéressent aux propriétés et au vieillissement des dispositifs soumis à de fortes contraintes. Elles sont à l’origine de nombreuses avancées dans le domaine de la fiabilité des systèmes électriques et électroniques sous rayonnement et sous contraintes thermoélectriques (détermination de la contrainte radiative, impact des radiations sur les missions, mise au point de techniques de mesure novatrices et d’indicateurs de vieillissement, analyse et modélisation des modes de défaillance et des durées de vie). Cette plaquette présente les activités de nos équipes spécialistes de la fiabilité, en mettant au premier plan les spécificités qui traduisent leur excellence scientifique et qui font de l’IES un laboratoire de référence dans ce domaine.

Effets des rayonnements sur les composants :
Centre Spatial Universitaire
   Fondation VAN ALLEN
GDR ERRATA

Matériaux isolants
Techniques de mesure haute
   sensibilité
   Nouveaux réseaux d’énergie

Bruit BF
   Métrologie Bruit BF
   Simulations structures
   inhomogènes

Domaine Capteur

Notre Société ne souhaite plus laisser de place à la fatalité, à l’impondérable et devient de plus en plus exigeante

vis-à-vis de ses scientifiques en leur demandant de tout expliquer, de tout prédire et ce dans tous les domaines en interaction avec l’être humain. Ainsi la communauté scientifique est de plus en plus demandeuse de moyens d’identification, d’évaluation et de mesures. Dans ce contexte, pour comprendre le positionnement de l’IES, Institut d’Electronique, il convient de définir ce qu’est l’électronique. Étymologiquement parlant, l’électronique regroupe tout ce qui est relatif à l’électron.

A L’IES, Institut d’électronique, nous définissons plus particulièrement l’électronique comme l’interface qui permet de passer d’une grandeur non électrique (chimique, biologique, physique, environnementale, comportementale…) à une grandeur « informatisable », c’est-à-dire mise sous la forme de bits, d’octets, transférables, stockables et exploitables en terme de données. C’est cette même définition qu’utilisent les industriels pour « parler » des capteurs. Ainsi, électronique et capteurs sont pour l’IES deux mots extrêmement proches. L’objet de cette plaquette est de montrer comment nous déclinons l’Electronique au travers de différents transducteurs (acoustiques, photoniques, thermiques…) au service des capteurs pour répondre aux attentes des autres disciplines
scientifiques mais également des industriels.

Matériaux
Piézoélectriques, Pyroélectriques,
Thermorésistifs, Piézorésistifs,
Métaux et diélectriques.

Domaines d’applications
Propagations ultrasonores,
Résonances acoustiques,
Transferts thermiques.

Technologies
Couches minces, électrodéposition
Polissage,
Substrats souples.

Capteurs
Pression, composition gaz,
accéléromètres, gyromètres,
déformations.

Domaine Térahertz

Cela peut paraître étrange… mais les pages de cette plaquette émettent un rayonnement électromagnétique ayant un spectre très large comprenant un domaine de fréquences particulier appelé téraHertz. Vous ne pouvez pas voir cette émission téraHertz parce que sa fréquence est environ 300 fois plus petite que la limite de la vision humaine. Vous ne la sentez pas non plus car l’intensité totale émise à toutes les fréquences inférieures à un téraHertz est inférieure à un millionième de watt par centimètre carré. Non seulement cette page, mais tous les objets autour de nous émettent des ondes électromagnétiques téraHertz dans toutes les directions, mais ce rayonnement n’est pas exploitable directement.

En effet, il est nécessaire de générer et manipuler ces ondes dans des conditions strictement contrôlées, comme celles qui peuvent être obtenues en laboratoire en utilisant un équipement à la pointe de la technologie actuelle et un savoir-faire alliant des compétences très variées. Ces faisceaux téraHertz, en plus d’être des outils précieux pour sonder les propriétés de la matière, peuvent servir à de nombreuses applications aussi bien scientifiques et technologiques que pratiques, allant de la sécurité aux matériaux biologiques en passant par du contrôle industriel en temps réel.

A l’IES, Institut d’Electronique et des Systèmes, nous développons des composants et systèmes permettant l’interfaçage entre notre environnement téraHertz immédiat et une grandeur stockable et exploitable en termes de données, c’est-àdire en une grandeur électrique. Cette plaquette vous présente les activités de nos équipes de recherche dans le domaine des téraHertz, avec un focus tout particulier sur la nouvelle plateforme régionale, en mettant au premier plan les spécificités
qui traduisent l’excellence scientifique qui font de l’IES un laboratoire de référence dans ce domaine.

Emetteurs
Sources laser bi-fréquence
Emission THz / Photomélange Intégration, Coût, Cohérence

Détecteurs
Directs - Hétérodynes
Compacité, Temp. ambiante

Communication
Espace libre & Ultra-haut débit

Expérimentation Numérique
Transport électronique
Hyperfréquences

Plateforme
Hermes (Hyperfréquences)