Titre original :

Vers la réalisation de microdispositifs de stockage électrochimique de l’énergie sur puce à l’échelle du wafer

Mots-clés en français :
  • Dépôt de couches atomiques

  • Énergie -- Stockage
  • Condensateurs électrochimiques
  • Accumulateurs
  • Photopiles
  • Microcapteurs
  • Télécommunications optiques
  • Pulvérisation cathodique
  • Langue : Français
  • Discipline : Sciences physiques
  • Identifiant : Inconnu
  • Type de mémoire : Habilitation à diriger des recherches
  • Date de soutenance : 30-10-2015

Résumé en langue originale

Ce manuscrit constitue une synthèse exhaustive de mes activités de recherche. Il s’articule autour de différentes actions menées lors de mon séjour à l’Ecole Royale Militaire de Bruxelles (activités dans le domaine de la photonique (2005 - 2007)) et lors de mon arrivée en qualité de maitre de conférences à l’université de Lille 1. Une conversion thématique progressive a été réalisée afin de répondre au besoin d’autonomie énergétique de capteurs communicants au sein du groupe CSAM de l’IEMN qui m’a accueilli en 2007. Pour conférer de l’autonomie à des objets miniatures, il faut développer des sources d’énergie à faible empreinte surfacique permettant de récupérer et de stocker l’énergie électrique. A ce titre, et depuis 2008, je travaille à la mise au point de microdispositifs de stockage électrochimique de l’énergie. Des structures originales de microbatteries (Li-ion, métal-air) et de microsupercondensateurs (pseudocapacitifs, carbone) sont réalisées et les faits marquants les plus significatifs, fruits de collaborations scientifiques fructueuses notamment régionale (UCCS Lille) et nationales (IMN Nantes, CIRIMAT Toulouse) au sein du RS2E, sont exposés. Pour arriver aux résultats actuels qui ont permis à l’IEMN d’intégrer le RS2E, je présente le cheminement qui a jalonné ces huit dernières années au travers de nombreuses thèses co-encadrées. Notamment, j’expose, au travers de ce manuscrit, les activités développées au sein de la centrale de micro/nanofabrication de l’IEMN comme le développement de matériaux pour le stockage de l’énergie par pulvérisation cathodique et dépôts par couche atomique (ALD), la structuration de substrats pour proposer des architectures originales de déploiement de surface spécifique et les caractérisations électrochimiques associées. Pour conclure ce mémoire, les perspectives de mon travail de recherche sont présentées : elles s’articulent uniquement autour du stockage électrochimique de l’énergie à l’échelle du wafer pour fabriquer de nouveaux matériaux, de nouveaux microdispositifs pour de nouvelles applications (stockage de l’énergie dans le textile). En particulier, j’expose une action que je souhaite développer à court et moyen terme et centrer sur la fabrication de microdispositifs hybrides cumulant les avantages des microbatteries et des microsupercondensateurs.

  • Directeur(s) de thèse : Rolland, Nathalie
  • Laboratoire : Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (IEMN)
  • École doctorale : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Lille)

AUTEUR

  • Lethien, Christophe
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