Soutenance de thèse de VILLEPREUX Édouard

Les besoins en capacité de stockage étant toujours plus important, les recherches sur les technologies émergentes de dispositifs mémoires et leur développement sont en plein essor. Parmi les mémoires émergentes, ces travaux de thèse s’intéressent aux mémoires à accès aléatoire résistives à base d’oxyde (OxRRAM). Le mouvement des ions d’oxygène pendant la commutation électrique de ce type de mémoire est encore très mal connu, et le connaître permettrait d’améliorer et d’optimiser ces dispositifs. Le MET, associé à la spectroscopie de perte d’énergie des électrons (EELS), permet l’observation des variations de distributions d’ions d’oxygènes dans ce type d’empilement. Les derniers développements techniques permettent aussi une polarisation in situ. Les porte-objet, dont dépend la préparation d’échantillon utilisée, ainsi que les artefacts à prendre en compte au moment des commutations operando, présentent des spécificités qui leur sont propre. Dans cette thèse, trois porte-objet dédiés aux polarisations électriques en TEM ont été présentés, celui de NanoFactory, de Hummingbird, et enfin de Protochips. Ces deux premiers porte-objet sont à pointe, tant dis que le dernier est un porte-objet à puce.
Un protocole traitement d’images hyperspectrales EELS basé sur l’algorithme de VCA a été développé et appliqué à deux types d’empilements mémoire. Le premier est un empilement mémoire de référence à base de SrTiO3 sur lequel deux études ont été faites. Une première étude de ce type d’empilement a été menée sur des données acquises précédemment et dont les résultats sont déjà publiés avec un empilement à base de SrTiO3 cristallin. Cette première analyse a permis de confirmer le bon fonctionnement du protocole de traitement d’images hyperspectrales. Une deuxième analyse a été faite sur un empilement mémoire à base de SrTiO3 polycristallin, peu connu. L’analyse en STEM-EELS operando de ce second échantillon s’est effectuée via l’utilisation du porte-objet à puce Protochips associé au traitement de données développé, permettant d’en apprendre davantage. Cette seconde analyse à montrer que l’utilisation de ce traitement de données basée sur l’algorithme de VCA peut donner des informations complémentaires au traitement conventionnel. Le second type d’empilement étudié est un dispositif mémoire à base de La2NiO4, conçu pour des applications dans le domaine des applications neuromorphique en raison de son comportement volatile. Les protocoles de caractérisation et de traitement de données développés au cours de cette thèse peuvent ainsi servir de supports aux études d’autres dispositifs mémoires de taille micrométrique.
 

• Mireille MOUIS - Directeur de Recherche - CNRS : Directeur de thèse
• D. COOPER - CEA, LETI-SCMC :Co-Directeur
• Carmen JIMENEZ- CNRS, LMGP, Grenoble INP : Co-Directeur
• Marie-Paule BESLAND - Directeur de Recherche - CNRS : Examinateur
• Muriel VERON - Professeur - Grenoble INP : Examinateur
• Gilles PATRIARCHE -  Directeur de Recherche - CNRS : Rapporteur
• Nicolas DOBIGEON -Professeur - INP-ENSEEIHT, Université de Toulouse : Rapporteur