Des composants ferroélectriques pour contrôler les ordinateurs quantiques de demain
Description du projet
Thématiques de recherche : Informatique quantique; électronique cryogénique; memcapacitors ferroélectriques (HfZrO₂); nanofabrication; qubits semi-conducteurs
Les qubits de spin sur silicium ou germanium sont prometteurs parce qu’ils s’appuient sur les technologies CMOS existantes. Leur mise à l’échelle reste toutefois freinée par la complexité du contrôle cryogénique : nombre de lignes de câblage, consommation énergétique et réglages manuels.
Cette thèse vise à démontrer que des memcapacitors ferroélectriques à base de HfZrO₂ (HZO), non volatils, réglables de façon analogique et compatibles avec les procédés industriels, peuvent devenir une brique clé de l’électronique de contrôle intégrée au froid, au plus près des qubits.
Rôle de l'étudiante ou de l'étudiant
- Concevoir et fabriquer des memcapacitors HZO compatibles cryogénie (dispositifs individuels et réseaux crossbar), avec électrodes supraconductrices (TiN, NbN).
- Réaliser les procédés de micro et nanofabrication (lithographie, gravure sèche, passivation) et les caractérisations AFM, SEM et TEM.
- Mener des caractérisations électriques à température ambiante puis jusqu’à environ 20 mK : hystérésis, rétention, endurance, programmation analogique, bruit.
- Analyser l’effet des interconnexions supraconductrices et évaluer le potentiel pour le contrôle de qubits.
Direction de recherche
Dominique Drouin, professeur au Département de génie électrique et de génie informatique, UdeS
Domaines d'expertise :
- Microélectronique;
- Nanofabrication;
- Mémoires non volatiles;
- Calcul neuromorphique;
- Électronique cryogénique;
- Assemblage microélectronique
Candidatures recherchées
Niveaux d'études : Doctorat
Sessions d'entrée : Hiver 2027
Compétences :
- Spécialisation en nanotechnologie, génie électrique ou science des matériaux.
- Intérêt pour la conception, le travail expérimental en salle blanche et la R&D interdisciplinaire.
- Adaptation, autonomie, travail d’équipe et résolution de problèmes.
- Français et anglais courants.
Atouts considérés :
Connaissances en nanofabrication, mémoires résistives, calcul en mémoire et mesures cryogéniques.
Lieu principal de réalisation
3IT – Institut interdisciplinaire d’innovation technologique, Université de Sherbrooke
Unité d'attachement au projet : Département de génie électrique et de génie informatique, Faculté de génie, Université de Sherbrooke
Financement disponible
À discuter
Principaux avantages du projet
- Projet à la frontière entre microélectronique et informatique quantique
- Accès à la salle blanche du 3IT et aux installations cryogéniques de l’Institut quantique
- Fabrication et mesures jusqu’à 20 mK, un savoir-faire rare
- Travail aux côtés de spécialistes de l’IA et du calcul quantique
Pourquoi choisir ce projet?
Pour contribuer à lever l’un des verrous de l’informatique quantique à grande échelle, dans un écosystème où l’UdeS est un acteur reconnu. La thèse combine fabrication, physique des dispositifs et mesures quantiques.
Milieu de recherche
Les travaux se déroulent au 3IT, spécialisé en énergie, électronique, robotique et santé, et à l’Institut quantique, qui a pour mission d’inventer les technologies quantiques de demain et de les transférer en industrie. La personne recrutée évolue avec des étudiants, des professionnels et des professeurs qui développent ensemble les technologies futures de l’IA et du calcul quantique.