Depuis un demi-siècle, la révolution des technologies de l’information est étroitement associée au développement de l’ordinateur. Or, tous les ordinateurs sont construits selon des architectures dérivées de celles de Von Neumann (1946), où les processeurs et la mémoire constituent des blocs séparés. Cependant, les ordinateurs restent dépassés dans plusieurs grandes classes de problèmes par le cerveau humain, qui fonctionne sur une architecture très différente, basée sur un réseau entremêlé de neurones et de synapses. Une voie prometteuse consiste donc à développer un ordinateur "neuromorphique", constitué de neurones et de synapses artificielles. Cette quête est une des grandes priorités de l’Europe et des Etats Unis qui viennent de lancer respectivement les programmes « Human Brain project (HBP) » et « SYNAPSE » dédiés à la compréhension et à la simulation du cerveau humain.

Nous avons montré à l'Institut des Matériaux Jean Rouxel de Nantes (IMN) qu’une classe particulière de matériaux (les isolants de Mott) reproduit le comportement de composants neuromorphiques lorsqu’on leur applique des impulsions électriques similaires à celles qui se propagent dans le cerveau. Cette découverte ouvre la voie à la réalisation de nouveaux mono-composants électroniques pouvant être utilisés dans des ordinateurs neuromorphiques.

Dans ce contexte pluridisciplinaire à la frontière de la physique et de l’ingénierie des matériaux, la thèse proposée vise à réaliser et caractériser des composants neuro-inspirés à base d’isolants de Mott. L’étudiant aura pour objectifs de :

Réaliser des composants : dépôt et caractérisations de couches minces - fabrication de nanocomposants sur plateforme technologique de nanofabrication (salle blanche).

Caractériser les composants et réseaux de composants : mesures électriques sous impulsions similaires à celles qui se propagent dans les réseaux neuronaux – Tests simples d’apprentissage ou de reconnaissance.

Le stage de fin de cycle ingénieur pourra déboucher sur une thèse financée par un projet régional (« Paris scientifique » de la région Pays de la Loire) en cotutelle entre l'Institut des Matériaux Jean Rouxel de Nantes (IMN) et l’Institut NanoGune de San Sebastian (Espagne).