Sujet de thèse : Nano-composants évolutifs à base d’oxydes moléculaires pour l’informatique non conventionnelle
La conception, la fabrication et les tests de systèmes neuromorphiques (composants et circuits) pour
l'intelligence artificielle posent de nouveaux défis pour surmonter les principales approches
actuellement à l'étude. Nous proposons une nouvelle approche alternative basée sur des molécules
fonctionnelles auto-assemblées dans des réseaux à ultra-haute densité avec des structures
intrinsèquement similaires au système informatique neuromorphique connu sous le nom de
"reservoir computing (RC)". Nous proposons d'utiliser des molécules spécifiques qui peuvent
modifier leurs propriétés électroniques lors d'une excitation donnée (e.g. redox). De ce point de vue,
les polyoxométallates (POMs) sont des oxydes moléculaires nanométriques présentant des
propriétés redox remarquables mais qui n’ont jamais été systématiquement étudiés dans le contexte
de composants avancés. Nous proposons de développer des fonctionnalités évolutives dans des
nanomatériaux 2D à base de POMs (2D-PN, 2D POM Network) "programmables" à la demande
grâce aux propriétés multifonctionnelles de ces molécules (e.g. états multi-redox). Ces approches,
sans équivalents directs en nanoélectronique à semi-conducteurs, ouvriraient de nouvelles
perspectives à l'électronique moléculaire/organique en informatique non conventionnelle et comme
exemple du concept "Evolution-in-Materio".
Le(a) doctorant(e) devra participera à la mise en forme des réseaux 2D-PNs sur des surfaces avec
notre partenaire chimiste (IPCM, Sorbonne Univ., équipe E-POM, Prof. A. Proust).1,2 L'objectif sera de
pouvoir ensuite fabriquer ces structures directement à l'IEMN. Le rôle du(de la) doctorant(e) sera
ensuite d'étudier les propriétés électroniques de ces assemblages de POMs et plus particulièrement
de la mise en oeuvre des mesures spécifiques pour évaluer les performances dynamiques nécessaires
à l'implémentation de ces 2D-PNs dans un système RC. Compétences recherchées: sciences des
matériaux, physique des solides, nanosciences-nanotechnologies, propriétés électroniques de
nanostructrures et nanocomposants.
La thèse bénéficie d'un financement CNRS. La thèse sera conduite dans le groupe NCM de l'IEMN
(web) avec des déplacements à l'IPCM.
Merci d'envoyer par e-mail: curriculum vitae, lettre de motivation, copie des diplômes et relevés de
notes (L,M), coordonnées de 2 références à
dominique.vuillaume@iemn.fr
1. Dalla Francesca, K.; Lenfant, S.; Laurans, M.; Volatron, F.; Izzet, G.; Humblot, V.; Methivier, C.; Guerin, D.;
Proust, A.; Vuillaume, D. Charge Transport Through Redox Active [H7P8W48O184]33- Polyoxometalates Self-
Assembled Onto Gold Surfaces and Gold Nanodots. Nanoscale 2019, 11, 1863-1878.
2. Laurans, M.; Dalla Francesca, K.; Volatron, F.; Izzet, G.; Guerin, D.; Vuillaume, D.; Lenfant, S.; Proust, A.
Molecular Signature of Polyoxometalates in Electron Transport of Silicon-Based Molecular Junctions. Nanoscale
2018, 10, 17156-17165.