Informations générales
Entité de rattachement
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Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :
• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité
Référence
SL-DRF-25-0642
Direction
DRF
Description du sujet de thèse
Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
Sujets de thèse
Caractérisation avancée des domaines ferroélectriques dans les couches minces à base de HfO2
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Ferroelectric random access memories (FeRAM) based on hafnium zirconium oxide (HZO) are intrinsically ultra-low power thanks to the voltage switching mechanism, the scaling potential of HZO to below 10 nm and full CMOS compatibility. In addition, they demonstrate low latency necessary for a wide variety of edge logic and memory applications. Understanding the underlying mechanisms and kinetics of ferroelectric domains switching is essential for intelligent FeRAM design and optimal performance.
This thesis focuses on the comprehensive characterization of ferroelectric (FE) domains in ultra-thin HZO films. The student will use several surface imaging techniques (piezoelectric force microscopy, PFM, low energy electron microscopy, LEEM, and x-ray photoemission electron microscopy, PEEM) combined with advanced operando characterization methods (time-resolved detection coupled with synchrotron radiation) for this purpose. This project will mark an important progress on the fundamental research on the polarization switching mechanisms of ultra-thin hafnia-based FE layer, elucidating the specific effects of the metal electrode/FE layer interface in the electrostatic behaviour of the studied capacitors. It will ultimately allow a significant breakthrough on the industrial development of ferroelectric emerging memories, essential for large-scale artificial intelligence (AI) applications.
Université / école doctorale
Physique en Île-de-France (EDPIF)
Paris-Saclay
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
M2 physique ou nanosciences
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2025
Personne à contacter par le candidat
BARRETT NiCK
nick.barrett@cea.fr
CEA
DRF/IRAMIS/SPEC/LENSIS
Batiment 462
CEA Saclay
91191 Gif sur Yvette
0169083272
Tuteur / Responsable de thèse
BARRETT NiCK
nick.barrett@cea.fr
CEA
DRF/IRAMIS/SPEC/LENSIS
Batiment 462
CEA Saclay
91191 Gif sur Yvette
0169083272
En savoir plus
https://iramis.cea.fr/spec/pisp/nick-barrett-2/
https://iramis.cea.fr/en/spec/lensis/