Centre for Nanoscience
and Nanotechnology

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March 10, 2017 - ERC : Damien Querlioz et Daniel Lanzillotti Kimura -Lauréat INSIS 2016 - Starting Grants

Les bourses ERC Starting Grants du Conseil européen de la recherche (ERC) soutiennent de jeunes chercheurs ayant obtenu leur doctorat il y a deux à sept ans. 325 projets ont été sélectionnés en 2016 toutes disciplines confonfues, parmi lesquels figurent 46 lauréats français, dont six chercheurs menant des activités de recherche au sein de laboratoires de l'INSIS. http://www.cnrs.fr/insis/international-europe/erc/laureats-starting.htm http://www.cnrs.fr/insis/international-europe/erc/starting/damien-querlioz.htm

March 9, 2017 - Record de froid pour les électrons d’un circuit électrique de taille micrométrique

Des physiciens ont refroidi des électrons au sein de circuits électriques micrométriques à une température de 6 millikelvins. Cette performance a été rendue possible par l’utilisation d’un dispositif de mesure de température in situ combinant trois techniques différentes. http://www.cnrs.fr/inp/spip.php?article5103

Feb. 23, 2017 - Jacqueline Bloch lauréate de la Médaille d'argent du CNRS

La Médaille d'argent du CNRS distingue un chercheur pour l'originalité, la qualité et l'importance de ses travaux, reconnus sur le plan national et international. http://www.cnrs.fr/fr/recherche/prix/medaillesargent.htm

Feb. 23, 2017 - Damien Querlioz - lauréat de la Médaille de bronze du CNRS

La Médaille de bronze du CNRS a été attribuée à 40 chercheur-e-s, 26 femmes et 14 hommes, pour les encourager à poursuivre leurs recherches engagées et déjà fécondes, elle récompense le premier travail d'un chercheur, qui fait de lui un spécialiste de talent dans son domaine. http://www.cnrs.fr/fr/recherche/prix/medaillesbronze.htm
Projet de recherche Damien Querlioz développe des concepts en nanoélectronique reposant sur les nouvelles technologies mémoire et sur la bioinspiration. Il effectue cette recherche interdisciplinaire en lien avec des groupes de composants, de nano-physique, de neurosciences et d’informatique théorique. Depuis 2017, il anime l’équipe INTEGNANO du C2N. Damien Querlioz est expert à l’Observatoire des Micro et Nanotechnologies, membre du bureau du GDR interdisciplinaire BIOCOMP et membre du comité de management du programme Européen COST MEMOCIS.
ERC NANOINFE R: Intelligent Memories that Perform Inference with the Physics of Nanodevices /(NANOINFER: des mémoires intelligentes capables d'inférence en utilisant la physique de nanodispositifs) Un des grands enjeux de l’électronique moderne est la gestion des tâches dites « cognitives » : reconnaissance des images, de la parole, interaction avec le monde réel... Les humains sont très performants pour la réalisation de telles tâches. En revanche, les ordinateurs, du fait de la séparation entre leurs unités de calcul et de mémoire, gaspillent une énergie considérable lorsqu'ils les effectuent. Pour dépasser cette inefficacité, le projet NANOINFER vise à concevoir des mémoires « nativement intelligentes », qui associeront calcul et mémoire, et sauront raisonner en utilisant les données qu’elles stockent. Pour y parvenir, le projet va exploiter la physique de nanocomposants émergents ainsi que des circuits CMOS innovants. Le projet NANOINFER sera très interdisciplinaire : il associera études physiques,  conception de systèmes microélectroniques et analyses théoriques. Il ouvrira la voie à une électronique plus efficace en énergie, et dont les principes de fonctionnement s'éloigneront de ceux des ordinateurs pour se rapprocher de ceux la mémoire humaine. http://www.cnrs.fr/insis/international-europe/erc/laureats-starting.htm http://www.cnrs.fr/insis/international-europe/erc/starting/damien-querlioz.htm

Jan. 10, 2017 - Des composants bio-inspirés

« Nous aussi, on a galéré », se souvient Damien Querlioz, chercheur CNRS au Centre de nanosciences et de ­nanotechnologies de Paris-Saclay. Il évoque les temps où ses recherches sur des composants neuromorphiques n’étaient guère à la mode, comme l’étaient celles sur le deep learning neuro-inspiré. « Dans mes projets de financement, j’évitais même le mot neurone ! Maintenant, tout le monde le fait. » C’est qu’une prise de conscience a eu lieu. « Le programme AlphaGo consomme dix fois plus d’énergie qu’un joueur de go ­humain », rappelle Julie Grollier, chercheuse CNRS dans le laboratoire commun entre l’organisme et Thales, sur le plateau de Saclay. Augmenter la taille des réseaux de neurones artificiels risque d’atteindre des limites dont les ­industriels sont conscients. En outre, il est impossible de disposer des bienfaits de cette intelligence artificielle dans les mobiles, trop peu puissants ; il faut ­recourir aux réseaux de communicationet à des connexions à de grandes fermes de serveurs. D’où ce nouveau retour vers le ­vivant et la formidable efficacité du cerveau, qui consomme très peu d’énergie, même pour des ­tâches complexes. L’un de ses ­secrets, encore inimité, est de ne pas séparer la mémoire et le calcul, évitant ainsi des échanges d’informations incessants et consommateurs en énergie. Tout est codé dans les neurones et les synapses, sans pouvoir identifier des zones de mémoire ou de calcul. « Il faut tout repenser ! », constate Julie Grollier. Et le mouvement a commencé. IBM produit une puce, TrueNorth, un réseau de neurones composé de transistors classiques mais agencés de façon à consommer beaucoup moins que des équivalents sur cartes graphiques. Mais cette puce n’apprend pas : on programme le câblage de ses neurones (synapses) en fonction de calculs préliminaires effectués sur de gros serveurs. NEUROMORPHISME D’autres fabricants utilisent des composants « programmables », dits FPGA, pour essayer de faire un peu mieux qu’avec les cartes graphiques. Mais ce n’est pas encore du « vrai » neuromorphisme. Pour cela, il faut des composants dont les propriétés physiques peuvent varier, à la manière dont le poids d’une synapse change. C’est la grande famille des memristors, dont la résistance se modifie en fonction des courants électriques qui les ont parcourus dans le passé. Ainsi, on renforce ou affaiblit une ­synapse artificielle en faisant circuler plus ou moins d’électrons. Des matériaux disposant de plus de deux états magnétiques sont aussi de bons candidats. Pour l’instant, seuls des composants de laboratoires de quelques neurones et synapses ont pu être obtenus. Damien Querlioz et Julie Grollier, tous deux financés par le conseil européen de la recherche, estiment que, dans cinq ans, un composant bio-inspiré sera possible, consommant mille fois moins d’énergie et tenant sur un centimètre carré. Voir l'arcicle du monde
LE MONDE SCIENCE ET TECHNO | 09.01.2017 à 17h52
Par David Larousserie

Dec. 16, 2016 - Exchange interaction-driven dynamic nuclear polarization in Mn-doped InGaAs/GaAs quantum dots

The optical spin orientation and subsequent dynamic nuclear polarization (DNP) in individual self-assembled InGaAs/GaAs quantum dots doped by a single Mn atom is shown to be strongly perturbed by the exchange interaction between a photo-created electron and the spin of the magnetic impurity. The anisotropic part of the exchange, if strong enough , significantly depolarizes the electron spin in moderate magnetic fields, preventing thus any DNP. Yet, for small anisotropies, a pronounced DNP develops in an external magnetic field and shows a remarkable succession of rises interrupted by abrupt falls (evidenced by spectral jumps in the magneto-PL image). This striking behavior reveals the contribution of the exchange interactions to the energy cost of electron-nucleus spin flip-flops which drives the DNP efficiency. http://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.94.195412

Dec. 16, 2016 - Lasers à microdisque sur silicium fonctionnant dans l’ultra-violet profond

Un consortium constitué du L2C, CRHEA, CEA-Inac et C2N a fait la démonstration de lasers à microdisque fonctionnant à température ambiante dans l’ultra-violet profond. L’originalité de ces lasers est d’être constitués d’une couche active très fine en matériau III-N directement épitaxiée sur substrat silicium. Ceci permet de fabriquer simplement des microrésonateurs (microdisques, cristaux photoniques) de faible épaisseur (< 100 nm) avec de forts facteurs de qualité. En variant la composition de la zone active, on peut ajuster la longueur d’onde d’émission des lasers de 275 nm à 470 nm. http://www.cnrs.fr/inp/spip.php?article4581 "Deep-UV nitride-on-silicon microdisk lasers" J. Sellés, C. Brimont, G. Cassabois, P. Valvin, T. Guillet, I. Roland, Y. Zeng, X. Checoury, P. Boucaud, M. Mexis, F. Semond, B. Gayral Nature Scientific Reports 6, 21650 (2016) www.nature.com/articles/srep21650 "Near-infrared III-nitride-on-silicon nanophotonic platform with microdisk resonators" I. Roland, Y. Zeng, X. Checoury, M. El Kurdi, S. Sauvage, C. Brimont, T. Guillet, B. Gayral, M. Gromovyi, J. Y. Duboz, F. Semond, M. P. de Micheli, and P. Boucaud Optics Express 24, 9602 (2016) https://www.osapublishing.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-24-9-9602

Dec. 16, 2016 - Efficient light trapping in ultrathin silicon solar cells

Ultrathin c-Si solar cells have the potential to drastically reduce costs by saving raw material, while maintaining good efficiencies thanks to the excellent quality of monocrystalline silicon. However, efficient light trapping strategies must be implemented to achieve high short-circuit currents. We report on the fabrication of both planar and patterned ultrathin c-Si solar cells on glass using low temperature (T<275°C), low-cost and scalable techniques. Epitaxial c-Si layers are grown by PECVD at 160°C and transferred on a glass substrate by anodic bonding and mechanical cleavage. A silver back mirror is combined with a front texturation based on an inverted nanopyramid array fabricated by nanoimprint lithography and wet etching. We demonstrate a short-circuit current density of 25.3 mA/cm² for an equivalent thickness of only 2.75µm. External quantum efficiency (EQE) measurements are in very good agreement with FDTD simulations. We infer an optical path enhancement of 10 in the long wavelength range. A simple propagation model reveals that the low photon escape probability of 25% is the key factor in the light trapping mechanism. The main limitations of our current technology and the potential efficiencies achievable with contact optimization are discussed. Reference: Ultrathin epitaxial silicon solar cells with inverted nanopyramid arrays for efficient light trapping, A. Gaucher, A. Cattoni, C. Dupuis, W. Chen, R. Cariou, M. Foldyna, L. Lalouat, E. Drouard, C. Seassal, P. Roca i Cabarrocas and S. Collin, Nano Letters 16, 5358–5364 (2016). http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.6b01240

Dec. 16, 2016 - Bi-periodic nanostructured waveguides for wavelength-selectivity of hybrid photonic devices

A bi-periodic nanostructuration consisting of a super-periodicity added to a nanohole lattice of sub-wavelength pitch is demonstrated to provide both modal confinement and wavelength selectivity within a hybrid III-V on Silicon waveguide. The wavelength selective behavior stems from finely-tuned larger holes. Such bi-periodic hybrid waveguides have been fabricated by oxide-free bonding III-V material on Silicon and display well defined stopbands. Such nanostructured waveguides offer the versatility for designing advanced optical functions within hybrid devices. Moreover, keeping the silicon waveguide surface planar, such nanostructured waveguides are compatible with electrical operation across the oxide-free hybrid interface. http://dx.doi.org/10.1364/OL.40.005148

Dec. 15, 2016 - Flexible nitride nanowires light emitting diodes

Presently, flexible light sources mainly use organic materials integrated on lightweight and flexible plastic substrates. However, organic LEDs present a much lower luminance and a shorter lifetime in comparison to the LEDs based on inorganic nitride semiconductors. The inorganic semiconductor devices in their bulk form are mechanically rigid. Polymer-embedded nanowires (NWs) offer an elegant solution to create flexible optoelectronic devices, which combine the high efficiency and the long lifetime of inorganic semiconductor materials with the high flexibility of polymers. In our recent work we have fabricated NW light emitters, which can sustain large deformations. NW arrays embedded in a flexible film and lifted-off from their native substrate were contacted with a silver NW mesh. The lift-off and transfer procedure enables the assembly of free-standing layers of NW materials with different bandgaps without any constraint related to lattice-matching or growth conditions compatibility [1]. This concept therefore allows for a large design freedom and modularity since it enables combination of materials with very different physical and chemical properties, which cannot be achieved by monolithic growth. NW membranes with different properties were assembled in a two-color LED [1]. Combined with nano-phosphors, white flexible LEDs were demonstrated [2]. [1] http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.nanolett.5b02900 [2] http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsphotonics.5b00696

Dec. 15, 2016 - Flexible nitride nanowires light emitting diodes

Presently, flexible light sources mainly use organic materials integrated on lightweight and flexible plastic substrates. However, organic LEDs present a much lower luminance and a shorter lifetime in comparison to the LEDs based on inorganic nitride semiconductors. The inorganic semiconductor devices in their bulk form are mechanically rigid. Polymer-embedded nanowires (NWs) offer an elegant solution to create flexible optoelectronic devices, which combine the high efficiency and the long lifetime of inorganic semiconductor materials with the high flexibility of polymers. In our recent work we have fabricated NW light emitters, which can sustain large deformations. NW arrays embedded in a flexible film and lifted-off from their native substrate were contacted with a silver NW mesh. The lift-off and transfer procedure enables the assembly of free-standing layers of NW materials with different bandgaps without any constraint related to lattice-matching or growth conditions compatibility [1]. This concept therefore allows for a large design freedom and modularity since it enables combination of materials with very different physical and chemical properties, which cannot be achieved by monolithic growth. NW membranes with different properties were assembled in a two-color LED [1]. Combined with nano-phosphors, white flexible LEDs were demonstrated [2]. Lien web (si disponible): [1] http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.nanolett.5b02900 [2] http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsphotonics.5b00696

Dec. 9, 2016 - le C2N est un partenaire du réseau Européen NFFA pour la nanofabrication

le C2N est un partenaire du réseau Européen NFFA pour la nanofabrication