Anne Hémeryck et Antoine Jay de l’équipe Modélisation multi-niveaux des matériaux (M3) et Richard Monflier du service Instrumentation, conception, caractérisation (I2C) viennent de recevoir le prestigieux Outstanding Conference Paper Award lors de la conférence IEEE Nuclear and Space Radiation Effects Conference (NSREC) 2025 de Nashville. Ce prix a été remis lors de l'édition 2026 de l'IEEE NSREC qui s'est tenue à Porto Rico.

Cette distinction, référence mondiale dans le domaine des effets des rayonnements sur les composants électroniques, récompense des travaux publiés dans IEEE Transactions on Nuclear Science dans le cadre d’une collaboration entre le LAAS-CNRS, l'ISAE-SUPAERO, le CNES, le CEA et Sodern.

L'article, intitulé "Gamma-Ray Induced Displacement Damage in Silicon Microvolumes: Single Defect Generation Rate and Random Telegraph Signal" s'attaque à une question fondamentale restée longtemps sans réponse : comment observer et caractériser des défauts individuels créés par le rayonnement dans le silicium ?

En exploitant la sensibilité extrême des capteurs d'images CMOS modernes, l'équipe a réussi à détecter directement des défauts ponctuels induits par irradiation gamma, un à un, et à mesurer leur taux de génération dans des microvolumes de silicium. Plus surprenant encore, les travaux démontrent que des défauts ponctuels simples peuvent être à l'origine de signaux télégraphiques aléatoires (RTS) complexes — un comportement jusqu'ici attribué à des mécanismes plus élaborés.

Au sein de cette collaboration, le LAAS-CNRS a contribué sur deux fronts complémentaires. Antoine Jay et Anne Hémeryck ont apporté leur expertise en modélisation atomistique, simulant le comportement des défauts ponctuels dans le silicium à l'échelle atomique pour relier les observations expérimentales aux mécanismes physiques sous-jacents. En parallèle, Richard Monflier a mis à profit son expertise en caractérisation électrique des défauts, notamment via la technique de la DLTS (Deep Level Transient Spectroscopy). Cette double approche — simuler et mesurer les défauts — a été déterminante pour expliquer pourquoi un défaut apparemment simple peut générer une signature électrique aussi complexe qu'un signal RTS.

Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour la compréhension de la dégradation des capteurs spatiaux exposés aux rayonnements cosmiques, avec des implications directes pour la fiabilité des instruments embarqués à bord de satellites. En établissant pour la première fois un lien quantitatif entre l'irradiation et la génération de défauts individuels, cette recherche pose des bases solides pour la modélisation prédictive des effets de dose dans les technologies CMOS avancées.

Pour en savoir plus :

Gamma-Ray Induced Displacement Damage in Silicon Microvolumes: Single Defect Generation Rate and Random Telegraph Signal - Vincent Goiffon, Clémentine Durnez, Antoine Jay, Ali Jouni, Vera Kharchenkova, Aubin Antonsanti, Valérian Lalucaa, Damien Lambert, Thomas Jarrin, Richard Monflier, Nicolas Richard, Philippe Paillet, Anne Hémeryck, Daniel McGrath and Cédric Virmontois, IEEE Transactions on Nuclear Science 76 (2026), 1078 - 1088 - doi : 10.1109/TNS.2025.3648295 - DOI : 10.1109/TNS.2025.3648295