sujet de master - Femto-ST

 SUJET DE MASTER
SUJET : Analyse par des méthodes de « reverse engineering » de résonateurs
piézoélectriques hautes performances
PRESENTATION DU SUJET
 DOMAINE : Matériaux et Temps-Fréquence
 CONTEXTE : L’oscillateur à résonateur piézoélectrique à onde de volume ultrastable reste à ce jour
indispensable au fonctionnement de nombreux systèmes métrologiques comme les horloges atomiques
présentes en plusieurs exemplaires dans chaque satellite utilisés pour les dispositifs de positionnement GNSS
(GPS, Glonass, Galileo, …). La stabilité court-terme de ces oscillateurs est dépendante de la qualité du
résonateur et du matériau sans pouvoir être explicitée quand à ces origines. Les travaux menés ces dernières
années au département Temps-Fréquence de FEMTO-ST sur les bancs de mesure passifs des résonateurs
acoustiques (quartz BAW 5 MHz) ont permis de réaliser des mesures sans l'oscillateur associé avec des
niveaux de performances uniques au monde. Suite aux derniers travaux développés avec le CNES, une
quantité importante de résonateurs à quartz à 5 MHz de très hautes performances sont disponibles pour une
investigation de type reverse engineering. Des résonateurs 5 MHz de type BVA à électrodes non adhérentes
ainsi que des résonateurs en matériaux alternatifs (LGT, GaPO4) seront également utilisables dans le cadre de
ce stage. Une comparaison de ces résonateurs devrait permettre de mettre en évidence des liens entre le
matériau, ses imperfections et le bruit des résonateurs afin d’améliorer la modélisation de ce dernier.
 OBJECTIFS :
- Dans un premier temps le stagiaire devra se familiariser avec le domaine temps fréquence et la mesure de
bruit des résonateurs par méthode passive. Ensuite, il s’agit de :
- Définir et utiliser des méthodes de caractérisation des matériaux pour caractériser les résonateurs (IR, Rayon
X, Optique …)
- Définir un plan d'analyse des résonateurs et sélectionner des résonateurs en matériaux alternatifs (LGT,
GaP04, ...) pour procéder à des comparaisons (quartz et matériaux alternatifs) afin d’obtenir une
caractérisation paramétrique et métrologique des résonateurs.
 PARTENAIRES : CNES, AR-Electronique (Besançon), Rakon France.
 MOYENS MIS A DISPOSITIONS : Le stagiaire bénéficiera des compétences des équipes du département
temps-fréquence. Le stagiaire disposera de l’expertise du Dr. J.P. Aubry, chaire d’excellence à l’ENSMM et
ancien responsable d’Oscilloquartz et également des moyens techniques d’investigation de la plateforme
MIMENTO.
Possibilité de continuer sur une thèse de doctorat.

PROFIL DU CANDIDAT : Connaissances pluridisciplinaires en matériaux, mécanique et électronique.
 REMUNERATION : Nous verserons à l’élève au minimum l’indemnité obligatoire.
LABORATOIRE : FEMTO-ST, Département Temps-Fréquence Adresses :
ENSMM, 26 Rue de l’Epitaphe, 25030 BESANCON Cedex
Auteur(s) du sujet : F. Sthal
Fonction dans l’entreprise : Professeur des Universités
TELEPHONE : 03 81 40 28 31 FAX : 03 81 88 57 14 E.MAIL : [email protected]
Nom des personnes qui encadreront les élèves : F. Sthal, J. Imbaud
Nom de la personne responsable des recrutements : F. Sthal TELEPHONE : 03 81 40 28 31
FAX : 03 81 88 57 14
E.MAIL : [email protected]
Novembre 2015