alain foucaran

Alain Foucaran

Professeur - Directeur de l'IES
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04 67 14 40 98
 



Titulaire de la Prime d’Encadrement Doctoral depuis 2001, renouvelée en 2005, en 2009 et en 2013.

 

Depuis 2007 je suis à l’initiative de la mise en place d’une nouvelle thématique de recherche au sein du Groupe MITEA de l’IES. Cette thématique s’intitule « Capteurs pour éfficacité énergétique ». Non seulement l’effectif mais aussi les moyens de cette thématique ne cessent de croître depuis 2 ans consécutivement bien sur au contexte très favorable. 

  • Etude du couplage CPV – TE sous flux solaire concentré (PIE Energie CNRS).
  • Etude et caractérisation des cellules sous-concentration (PE CNRS FORCO-PV)
  • Etude du dopage Br du Silicium pour optimisation des cellules PV dopées p (FUI PRESINOL)
  • Développement de nouveaux capteurs pour amélioration de l’efficacité énergétique (basse consomation, etc …). Projet collaboratif FUI avec IBM, COFELY, EDF. Projet labelisé par DERBI en mars 2009. 

 

Depuis fin 2006 j’ai participé à l’émergence au sein de l’IES d’une thématique transverse impliquant plusieurs Groupes de l’IES. Cette thématique est intitulée « Systèmes résonnants Multi-échelles ». Elle implique les Groupes MIRA et MITEA de l’IES.

  • Dans cette thématique je suis plus particulièrement porteur avec le Professeur Jacques Attal du projet : « photo-thermo-acoustique ». Je suis plus particulièrement chargé au sein de ce projet d’élaborer les dispositifs MEMS de test qui permettront l’étude des différents couplages (photo-thermo-acoustique). Pour assurer la partie caractérisation, les deux groupes ont fait l’acquisition (juin 2007) d’un vibromètre optique. Enfin sur ce projet je suis Co-directeur de thèse avec le Professeur J. Attal de l’étudiante, Karine Chapus, de l’ENS Cachan qui a commencé sa thèse en septembre 2007.

 

Depuis 2006 :

  • Etude et caractérisation de dépôts de LaTiO3 réalisés par technique Sol-Gel pour réalisation de micro-capteurs pyroélectriques.
  • Réalisation de micro-capteurs à détection thermique (résistance de Pt ou films pyroélectriques) pour Analyse Calorimétrique Différentielle.

-développement et mise en œuvre d’appareils de test spécifiques à l’étude de ces micro-capteurs.

Ces travaux ont donné lieu jusqu’à ce jour à 3 publication, et 1 thèse de 3ème cycle est actuellement en cours sur ce thème.

 

Depuis 2000 :

  • Etude et optimisation des dépôts de ZnO obtenus par Pulvérisation cathodique magnétron sur substrat Si et saphir.
  • Etude et optimisation des dépôts de ZnO obtenus par canon à électron sur substrat Si et saphir.
  • Réalisation de micro-capteurs piezoélectriques.

-développement et mise en œuvre d’appareils de test spécifiques à l’étude de ces micro-capteurs.

  • Réalisation de micro-capteurs de gaz.

-la sensibilité du ZnO aux alcanes affectant sensiblement son indice, nous étudions la faisabilité d’un capteur de gaz « optique » en partenariat avec la Société KLOE.

Ces travaux ont donné lieu jusqu’à ce jour à 13 publications, 7 communication en congrès. 3 thèses de 3ème cycle et 1 thèse « CIFRE » en cours actuellemnt avec la Société KLOE, ainsi qu’un dépôt de brevet en cours..

 

4) Etude et réalisation de capteurs et micro-capteurs thermo-mécaniques et développement de leurs électroniques associées (depuis 1995, date de mon intégration au sein du CEM2 où j’ai participé à la création du Groupe MIcro-capteurs Thermo-mécaniques et Electroniques Associées (MITEA) ).

Ce Groupe de recherche est articulée selon un concept, dont je suis l’initiateur, qui répond à deux exigences essentielles pour une équipe de recherche :

a)      assurer la jouvence de l’innovation par des études de faisabilités de nouveaux micro-capteurs intégrant des concepts nouveaux ou impliquant des materiaux originaux (contrats, dépôts de brevets …).

Cette exigence est interessante scientifiquement et financièrement pour le groupe mais peu valorisante pour le chercheur (peu ou pas de publication possible sur les contrats et dépôts de brevets).

 

b)      assurer la progression de carrière des chercheurs du groupe par une production scientifique régulière.

L’aspect « materiaux originaux » déposés en couches minces pour intégration dans des micro-capteurs répond parfaitement à cette dernière exigence. En effet la production scientifique classique (publications, conférences etc …) n’est pas freinée par les contraintes liées aux dépôts de brevets accompagnant systématiquement toute innovation en matière de micro-capteurs, et l’étude de materiaux originaux déposés en couches minces permet un rythme de publication satisfaisant.

 

Ainsi dans les lignes qui suivent on constatera la succesion d’études s’appuyant d’une part sur des materiaux (et des techniques de dépôts employées) et celles s’appuyant d’autre part sur des micro-capteurs ou dispositifs.

 

Je présente donc ici le bilan scientifique des études menées depuis 1995 selon le concept défini ci-dessus :

            1995-2000 :    

  • Etude et mise au point d’un bâti d’évaporation flash pour dépôts de (Bi2Te3-Bi2Se3)(n) / Bi2Te3-Sb2Te3)(p)

-Etude et optimisation des dépôts (Bi2Te3-Bi2Se3)(n) / Bi2Te3-Sb2Te3)(p) réalisés par évaporation flash.

  • Etude et réalisation de micro-éléments Peltier élaborés en couches minces.

-développement d’appareils de test spécifiques à l’étude de ces micro-éléments.

-Etude et réalisation de capteurs et micro-capteurs conçus autour d’éléments et micro-éléments Peltier.

L’ensemble de ces travaux a donné lieu jusqu’à ce jour à 1 brevet, 2 thèses de 3ème cycle, 10 publications et 13 communications en congrès.

 

3) Le silicium poreux sa fabrication et ses applications dans le domaine des capteurs (de 1990 à 1997).

  • Maîtrise de la fabrication du silicium poreux

-utilisation des plans d’experience pour un contrôle fin des propriétés physiques du silicium poreux.

  • Réalisation et caractérisations de couches et membranes de Si poreux.
  • Etude et réalisation d'un micro-capteur oxygènomètre à base de Si poreux.

-étude soutenue par l'ANVAR.

  • Etude de l'utilisation du Si-poreux comme structure de piégeage.

-application au domaine des biocapteurs avec l’étude des variations des propriétés électriques d’une couche de silicium poreux « biologiquement préparée » au préalable pour le suivi par exemple des réactions antigène-anticorps.

-application aux capteurs d’humidité par étude de la variation de la constante diélectrique de la couche poreuse en fonction du taux d’humidité.

L’ensemble de ces travaux a donné lieu à une thèse de doctorat d’Etat, 11 publications et 16 communications en congrès.

 

2) Caractérisation de semiconducteurs et de dispositifs électroniques par spectroscopie de capacitance  (1988 –1992)

  • Caractérisation des états électroniques à l'interface InP-nitrure plasma.
  • Etude des états électroniques aux interfaces du puits quantique GaInAs dans InP (structure réalisée par MOCVD par l'Institut d'Electronique des Semiconducteurs de l'Université d'Aix la Chapelle).

Ces travaux ont donné lieu à une thèse de 3ème cycle, 3 publications et 2 communications

 

1) Les dispositifs électroniques élaborés en couches minces par Epitaxie en Phase Vapeur aux Organo-Métalliques (EPVOM) (1983 – 1989):

  • Conception et réalisation du banc d'épitaxie d'E.P.V.O.M pour les III-V.

-étude de l'architecture du banc et mise au point du banc

-sécurité et premiers dépôts.

  • Caractérisations physiques, optiques et électroniques des dépôts d’alliages III-V.

-Réalisation de dispositifs électroniques élaborés en salle blanche par microlithographie.

  • Conception d'un second bâti d'E.P.V.O.M destiné aux épitaxies de semiconducteurs II-VI.

-Etude de l'épitaxie du materiau ZnSiAs2 par MOCVD

-Caractérisations physiques, optiques et électroniques des dépôts de ZnSiAs2.

-Réalisation, à partir de ces dépôts, de composants électroniques élaborés en  salle blanche par microlithographie, en vue de leur utilisation dans le domaine photovoltaïque.

L’ensemble de ces travaux a donné lieu à trois thèses de 3ème cycle, une thèse d’Etat, 5 publications et 9 communications.