1 sujet IRFU

Dernière mise à jour : 21-02-2020


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• Instrumentation

 

Etude d'une chaîne de mesures de température pour les cryo-générateurs spatiaux à l'aide d'une électronique cryogénique dédiée

SL-DRF-20-0617

Domaine de recherche : Instrumentation
Laboratoire d'accueil :

Département d’ingénierie des systèmes (DIS)

Laboratoire d’Electronique Instrumentale (LEI)

Saclay

Contact :

Ayoub Bounab

Jean-Luc SAUVAGEOT

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2020

Contact :

Ayoub Bounab
CEA - DRF/IRFU/DIS/LEI

0169082228

Directeur de thèse :

Jean-Luc SAUVAGEOT
CEA - DRF/IRFU/DAP/LSIS

0169088052

Le travail proposé dans le cadre de cette thèse portera sur le développement de système de mesure à 50mK avec les sensibilités requises par l’asservissement d’un « cryo-cooler » de type ADR. Il sera réalisé dans le cadre d’une collaboration française avec le service des basses températures (SBT du CEA à Grenoble) et le laboratoire C2N du CNRS.



Un premier axe consistera à définir et dimensionner une chaine de mesure complète en étudiant différentes options de sondes 50mK : détecteurs de type MIS, NTD Ge ou Oxyde du Ruthénium. L’impact de leurs électroniques de lecture associées, cryogénique ou classique, dans un contexte spatial sera étudié.

La réalisation de l’électronique cryogénique sera faite en collaboration avec les équipes C2N qui développent des transistors de type GaAS-GaAlAs HEMTs capables de fonctionner à très basse températures (testés à 1K) avec des performances en bruit inégalées. Cette partie de thèse comportera un travail important de définition d’une architecture électronique à base de transistor HEMT capable de répondre aux contraintes de la spatialisation : environnement radiation, consommation électrique et dissipation.



Un deuxième axe de travail, plus prospectif, consistera à coupler le thermomètre qui aura les meilleures performances (défini durant la première phase) à des matériaux à haute capacité calorifique dans la gamme de température considérée. Les qualités du lissage apporté par ce couplage dépendront de la vitesse à laquelle le thermomètre (et/ou le cryogénérateur) sera utilisé. Une fois découplé des fluctuations thermiques, le filtrage des perturbations électriques permettra d'atteindre des sensibilités inégalées. Les tests de validation de l’ensemble de la chaine thermométrique seront réalisés dans un premier temps dans un cryostat à dilution situé au DAP puis validés sur un « cryo-cooler » ADR au SBT.

 

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