Impression 3D métallique de composants innovants pour applications millimétriques

3D metal printing of innovative components for mmW applications

• Auteur / Autrice : Hiba Lahlimi alami
• Direction : Stéphane Bila, Nicolas Delhote
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences et ingénierie pour l'information
• Date : Inscription en doctorat le 21/09/2022
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences et Ingénierie
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : XLIM
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : XLIM SRF - Systèmes Radio-Fréquences

Mots clés

Mots clés libres

Composants microonde

Fabrication additive

Impression 3D métallique

Additive manufacturing

Microwave components

3D metal printing

Résumé

Cette thèse est proposée par l'équipe de recherche MACAO de l'institut de recherche Xlim (CNRS/Université de Limoges). Elle propose le développement de nouveaux concepts de composants hyperfréquences passifs réalisés par une technologie innovante de fabrication additive métallique à l'échelle micronique. Cette technologie, basée sur le dépôt localisé de métaux par voie électrochimique via une pointe AFM (atomic force microscope) fonctionnalisée, permet la réalisation à la demande en 3D de voxels métalliques (Cu, Au) de quelques µm3. Cette technologie est à notre connaissance la seule capable de réaliser à cette échelle des objets 3D en métaux très conducteurs d'électricité. A notre connaissance, cet équipement sera le seul sur le sol français et le seul mis en œuvre ici pour des composants hyperfréquences orientés pour des applications spatiales. L'étudiant(e) recruté(e) se concentrera sur la conception de dispositifs hyperfréquences 3D innovants. Parmi les nombreuses potentialités de cette technologie, plusieurs seront mises en avant dans cette thèse : - Création de passifs 3D - Création de lignes de transmission originales pour fréquences millimétriques et sub-THz - Création de filtres métalliques 3D basés sur des concepts originaux - Etc Le doctorant aura pour charge la création de ces concepts innovants, leur réalisation en salle blanche, leur analyse dimensionnelle (microscope électronique à balayage disponible au laboratoire voire tomographie X) et leurs mesures hyperfréquences jusqu'à des centaines de GHz. Cette thèse est cofinancée par le laboratoire Xlim et l'agence spatiale française (CNES).

This PhD project is proposed by the MACAO research group from the Xlim research institute of the University of Limoges (https://www.xlim.fr/en/research/electronics/rf-systems/macao). This project aims at developing new concepts of hyperfrequencies passive components made by an innovative additive manufacturing technology at the micrometre scale. This technology is based on the localised metal 3D printed by electroplating using a specific AFM probe which is functionalized to make voxels of few µm3 out of very conductive metals (Cu and Au). This technology is, to the best of our knowledge, the only capable to readily make at this scale 3D objects out of such noble metals. To our knowledge, this very special equipment will be the only one in France and the only one specifically used as proposed here for space oriented HF components at frequencies higher than 100 GHz (and more) for space applications. The PhD student will focus his/her work on the design of very innovative 3D HF components. Among many possible directions, some will be proposed in the thesis work: - Creating 3D passives - Creating original transmission lines for mm and submm wavelength bands - Creating original metal 3D filters - Etc The PhD student will be in charge of the design of these innovative concepts, their manufacturing with the aforementioned equipment in a cleanroom environment, their dimensional analysis (SEM and potentially X ray micro tomography) and their HF measurements up to 400 GHz and more. This PhD project is funded by the Xlim research institute and the French space agency (CNES).