PEPR Comptera

PEPR Electronique COMPTERA: Capteurs Terahertz Silicium, 2023-2026

Deux approches différentes pour la détection seront développées entre la gamme basses fréquences (0.3 THz à 3 THz) et la gamme hautes fréquences (10 THz à 30 THz).

Aux basses fréquences le projet se concentrera sur les trois objectifs suivants : i) l’optimisation des bolomètres par le LETI pour la détection incohérente en imagerie active ou passive ; ii) le développement et l’optimisation par le L2C de capteurs CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) et HBT (Heterojunction Bipolar Transistor) sur une technologie silicium, fonctionnant dans la gamme 300-600 GHz, en vue d’applications dans le domaine du vivant, particulièrement en biophysique et en agronomie où l’eau est omniprésente ; iii) le développement de détecteurs THz à bande étroite dans la gamme 0.5-5 THz à base de nanocristaux de semiconducteurs pour l’imagerie active multi-spectrale et la détection sélective de gaz. Une partie de ces capteurs ultra-sensibles seront ensuite intégrés à un système d’imagerie adapté, spécialement conçu par l’IMS. Une comparaison de performances sera effectuée entre les différentes technologies de détecteurs.

Dans la gamme à plus hautes fréquences, des composants pour des systèmes d’imagerie LIDAR seront développés pour la détection cohérente hétérodyne (LPENS, IEMN). Ces composants s’appuieront principalement sur la filière technologique des détecteurs unipolaires à multi-puits quantiques sur semi-conducteur III-V. La bande spectrale visée est celle entre 20 et 30THz, qui correspond à une fenêtre de transparence de l’atmosphère. L’objectif principal est d’améliorer les performances des détecteurs actuels, à la fois en termes de bande passante, de responsivité et de capacité d’intégration sur circuit de lecture pour des applications dans les domaines de l’environnement, du contrôle de processus industriels et pour les applications en sécurité/défense (explosifs volatiles etc). 

Consortium:

• Laboratoire de Physique de l’Ecole Normale Supérieure , UMR 8023
• CEA-LETI
• L’Institut d’électronique, de microélectronique et de nanotechnologie
• Laboratoire Charles Coulomb, UMR 5221
• Laboratoire de l’Intégration du Matériau au Système, UMR 5218