Contexte
Le Commissariat à l’Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives (CEA) est un organisme public de recherche à caractère scientifique, technique et industriel. Le centre de Paris-Saclay est situé à Saclay en Île-de-France.
Au sein du CEA List, le Laboratoire Capteurs et Instrumentation pour la Mesure (LCIM) est spécialisé dans le développement d’instrumentation innovante pour la mesure des rayonnements ionisants en concevant, à l’aide de son pôle chimie et matériaux et de sa collaboration avec un laboratoire d’électronique, des prototypes de chaînes de mesures nouvelles. Ses activités de recherche et de développement dans l’instrumentation nucléaire ont pour vocation d’accompagner et d’anticiper les changements et les solutions technologiques dans les domaines de la défense, de la sécurité ou encore de l’industrie.
Le stage est proposé par les équipes Diamant et Imagerie des Rayonnements Ionisants du laboratoire. Les développements de microsystèmes en diamant de synthèse exploitent les propriétés uniques de ce matériau pour des applications variées, notamment en électronique de puissance, détection de rayonnements, et dispositifs médicaux. L’imagerie des rayonnements, essentielle dans des domaines tels que les interventions en situations accidentelles, repose sur des détecteurs pixellisés couplés à des semi-conducteurs. Les travaux de stage visent à terme une application des détecteurs développés en imagerie neutronique.
Description
La technologie Timepix3 est une puce de comptage pixellisée hybridée à un semi-conducteur qui permet l’identification de rayonnements ionisants. Elle a été développée dans le cadre de la collaboration internationale Medipix, portée par le CERN, dont le CEA List est membre fondateur. Aujourd’hui, le LCIM axe certains de ses développements en imagerie des rayonnements ionisants autour de cette technologie. L’objectif de ce stage est de travailler sur la croissance de diamants de synthèses pixellisés, leur caractérisation en mesure neutronique et l’optimisation de différents paramètres afin d’obtenir le meilleur signal de sortie possible dans un but d’utilisation futur dans des applications d’imagerie avec le détecteur diamant hybridé à un Timepix3. L’utilisation de diamants comme semi-conducteurs pour la mesure neutronique repose sur la conversion du neutron en une particule chargée dans le diamant afin de détecter les neutrons incidents dans le semi-conducteur. Les particules générées par ces réactions vont induire un signal électrique récupéré par des électrodes.
Dans le cadre de ce stage, l’étudiant·e sera amené·e à utiliser ses connaissances en interaction rayonnement matière, en physique des particules et en instrumentation nucléaire. En plus des différentes techniques de caractérisation, l’étudiant·e utilisera des outils de programmation (Python/Matlab) et pourra être amené·e à utiliser des codes de simulation Monte Carlo.