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Dissertations / Theses on the topic 'Boron diffusion'
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1
Vianez, Basilio Frasco. "Aspects of boron diffusion through hardwoods." Thesis, Bangor University, 1993. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.358298.
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2
Jacques, Jeannette. "Boron diffusion within amorphous silicon materials." [Gainesville, Fla.] : University of Florida, 2005. http://purl.fcla.edu/fcla/etd/UFE0012805.
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3
Castro, Susana Patricia. "CHARACTERIZATION OF THE BORON DOPING PROCESSUSING BORON NITRIDE SOLID SOURCE DIFFUSION." NCSU, 1999. http://www.lib.ncsu.edu/theses/available/etd-19990523-142337.
Full textAbstract:
<p>CASTRO, SUSANA PATRICIA. Characterization of the Boron Doping Process UsingBoron Nitride Solid Source DiffusionThe purpose of this research has been to develop an optimum process for the borondoping of implants and polysilicon gates of metal-oxide-semiconductor (MOS) devices.An experimental design was constructed to determine the effects of diffusiontemperature, time, and ambient on characteristics of the doping process. A temperaturerange of 800 to 1000 degrees Celsius was studied with a diffusion time between 10 and60 minutes. Two diffusion ambients were used for doping processes, a pure nitrogenambient and a nitrogen-oxygen gaseous mixture. Device wafers were fabricated, and thetesting of MOS capacitors and van der Pauw test structures was performed to determinethe effect of diffusion conditions on flatband voltage and poly gate doping. Materialscharacterization techniques were used on monitor wafers for each diffusion process todetermine the wafer structure formed for each process and evaluate the effectiveness ofthe deglaze etch. The processes that resulted in the best device characteristics withoutsuffering from significant poly depletion effects and flatband voltage shifts were wafersdoped at 800 degrees Celsius in a pure nitrogen atmosphere for 20 minutes and 45minutes. The presence of oxygen in the atmosphere caused the depletion of boron fromthe Si wafer surface. The formation of the Si-B phase only occurred on devices processedat 1000 degrees Celsius. The deglaze process used in this experiment did not fullyremove this layer, and thus all devices doped at this temperature were seriously degraded.<P>
4
Slade, Alexander Mason Electrical Engineering UNSW. "Boron tribromide sourced boron diffusions for silicon solar cells." Awarded by:University of New South Wales. Electrical Engineering, 2005. http://handle.unsw.edu.au/1959.4/21850.
Full textAbstract:
This thesis undertakes the development, characterization and optimization of boron diffusion for silicon solar cells. Heavy diffusions (sheet resistance < 40 Ohm/square) to form a back surface field, and light diffusions (sheet resistance > 100 Ohm/square) to form oxide-passivated emitters were developed. Test structures and solar cells were fabricated to assess uniformity, lifetime and recombination effects due to the light and heavy boron diffusions. It was found that the growth of a thin ~200 ??, thermal oxide, during stabilization ??? immediately prior to the boron diffusion - was required to maintain high lifetime and reduce surface recombination (reducing the emitter saturation current density) for all boron diffusions. The heavy boron diffusion process was incorporated into the single side buried contact solar cell processing sequence. The solar cells fabricated had both boron diffused and Al/Si alloyed P+ regions for comparison. This research conclusively showed that boron diffused solar cells had significantly higher open circuit voltage compared to Al/Si alloyed devices. Fabrication of n-type solar cells, and their subsequent characterization by overlayed secondary electron image and the electron beam induced current map showed that the Al/Si alloy varied in depth from 5 to 25 micrometers deep. Methodology and characterization for light, oxide-passivated boron diffusions are also presented. This study yielded boron diffused emitters (sheet resistance > 100 Ohm/square) with low emitter saturation current. It was observed that this was possible only when the thermal oxidation after the boron diffusion was minimal, less than 1,000 ??. This was due to the segregation effect of boron with oxide, decreasing the surface concentration that in turn decreased the electric field repulsion of electrons from the surface. Device modelling of n-type solar cells is presented where the parameters of the modelling include the results of the light, oxide-passivated boron diffusions. This modelling shows n-type-base material with light oxide-passivated boron diffusion has higher potential conversion efficiency than forming a solar cell from phosphorous diffused p-type material.
5
Castro, Susana Patricia. "Characterization of the boron doping process using boron nitride solid source diffusion." Raleigh, NC : North Carolina State University, 1999. http://www.lib.ncsu.edu/etd/public/etd-2923142349901421/etd.pdf.
Full text
6
De, Oliveira Valmir Souza. "Mechanisms of diffusion of boron through wood." Thesis, Bangor University, 1990. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.235647.
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7
Uppal, Suresh. "Diffusion of boron and silicon in germanium." Thesis, University of Southampton, 2003. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.417592.
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8
Berggren, Elin. "Diffusion of Lithium in Boron-doped Diamond Thin Films." Thesis, Uppsala universitet, Molekyl- och kondenserade materiens fysik, 2020. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-413090.
Full textAbstract:
In this thesis, the diffusion of lithium was studied on boron-doped diamond (BDD) as a potential anode material in lithium ion batteries (LIB). The initial interaction between deposited lithium and BDD thin films was studied using X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). Diffusion is directly linked to reactions between lithium and carbon atoms in the BDD-lithium interface. By measuring binding energies of core-electrons of carbon and lithium before and after deposition, these reactions can be analyzed. Scanning Electron Microscopy (SEM) was used to study the BDD surface and the behaviour of deposited lithium. Experiments show that a chemical interaction occurs between lithium and carbon atoms in the surfacelayers of the BDD. The diffusion of lithium is discussed from spectroscopic data and suggests that surface diffusion is occurring and no proof of bulk diffusion was found. The results do not exclude bulk diffusion in later states but it was not found in the initial interaction at the interface after depositing lithium. SEM images show that lithium clusters in the nanometer range are formed on the BDD surface. The results of this study give insights in the initial diffusion behaviour of lithium at the BDD interface and possible following events are discussed.
9
Golshani, Fariborz. "Boron doping of diamond powder by enhanced diffusion and forced diffusion : diffusion concentrations, mechanical, chemical and optical properties /." free to MU campus, to others for purchase, 1997. http://wwwlib.umi.com/cr/mo/fullcit?p9842530.
Full text
10
Tiwari, Gyanendra P., Ratikanta Mishra, and Radhey Shyam Mehrotra. "Helium migration and precipitation in irradiated and annealed copper boron alloy." Universitätsbibliothek Leipzig, 2015. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-184131.
Full textAbstract:
The paper analyses afresh the data of Russell and Hastings on the changes in lattice parameter during post-irradiation annealing of copper-boron alloy in the temperature range 823-923 K. The changes in lattice parameter are brought about by the generation of helium during
irradiation through (n, α) reaction and its subsequent behavior during annealing. The new analytical procedure adopted here follows chemical kinetics route to determine the appropriate activation energies associated with the rate processes controlling the changes in lattice parameter. During the first stage of annealing, the lattice parameter decreases to a value which is below the equilibrium one. The second stage involves the recovery of lattice parameter to the equilibrium
value. The diffusion of monovacancy and the jump of helium atom to vacancy on its nearest neighbor site are identified as the unit processes for the first and second stages of annealing respectively. Finally, it is suggested that a helium–monovacancy complex may act as nucleus for the formation of helium gas bubbles.
11
Fink, Dietmar, Manfred Müller, Moni Behar, and Ricardo M. Papaleo. "Spatial redistribution of boron implanted into Poly-(Di-n-Hexyl Silane), (PDHSi)." Universitätsbibliothek Leipzig, 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-196850.
Full textAbstract:
100 keV 10 B+ ions were implanted into poly-(di-n-hexyl silane) in different directions at a fluence of 1x1014 cm-2, and their depth distribution was determined by means of the neutron depth profiling technique. In no case the projectile ions are found to come to rest
according to their predicted range profiles. Instead, they are always found to undergo considerable long-range migration. During the irradiation process this motion appears to be radiation-enhanced, and during the subsequent annealing steps one appears to deal with regular thermal diffusion. The implant redistribution is always found to be governed strongly by the self-created damage, insofar as both electronic and nuclear defects in the polymer act as trapping centers. Their population ratio is modified by thermal annealing. The as-implanted redistribution shows a pronounced directional dependence, which essentially is a consequence of the spatial distributions of the electronic and nuclear damage. The changes of the nuclear defect distribution during thermal annealing are studied by a specially developed tomographic method. It is found that boron is preferentially trapped along the irradiation direction, exhibiting quite pronounced prolate (i.e. cigar-like) distributions. This shape is hardly affected by thermal annealing.
12
De, Souza Maria Merlyne. "Atomic level diffusion mechanisms in silicon." Thesis, University of Cambridge, 1993. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.319817.
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13
Kham, Man Niang. "Reduced boron diffusion under point defect injection in fluorine implanted silicon." Thesis, University of Southampton, 2007. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.443049.
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14
Gable, Kevin Andrew. "Boron activation and diffusion during millisecond annealing of ion-implanted silicon." [Gainesville, Fla.] : University of Florida, 2004. http://purl.fcla.edu/fcla/etd/UFE0005042.
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15
Tiwari, Gyanendra P., Ratikanta Mishra, and Radhey Shyam Mehrotra. "Helium migration and precipitation in irradiated and annealed copper boron alloy." Diffusion fundamentals 19 (2013) 3, S. 1-17, 2013. https://ul.qucosa.de/id/qucosa%3A13705.
Full textAbstract:
The paper analyses afresh the data of Russell and Hastings on the changes in lattice parameter during post-irradiation annealing of copper-boron alloy in the temperature range 823-923 K. The changes in lattice parameter are brought about by the generation of helium during
irradiation through (n, α) reaction and its subsequent behavior during annealing. The new analytical procedure adopted here follows chemical kinetics route to determine the appropriate activation energies associated with the rate processes controlling the changes in lattice parameter. During the first stage of annealing, the lattice parameter decreases to a value which is below the equilibrium one. The second stage involves the recovery of lattice parameter to the equilibrium
value. The diffusion of monovacancy and the jump of helium atom to vacancy on its nearest neighbor site are identified as the unit processes for the first and second stages of annealing respectively. Finally, it is suggested that a helium–monovacancy complex may act as nucleus for the formation of helium gas bubbles.
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Fink, Dietmar, Manfred Müller, Moni Behar, and Ricardo M. Papaleo. "Spatial redistribution of boron implanted into Poly-(Di-n-Hexyl Silane), (PDHSi)." Diffusion fundamentals 2 (2005) 117, S. 1, 2005. https://ul.qucosa.de/id/qucosa%3A14457.
Full textAbstract:
100 keV 10 B+ ions were implanted into poly-(di-n-hexyl silane) in different directions at a fluence of 1x1014 cm-2, and their depth distribution was determined by means of the neutron depth profiling technique. In no case the projectile ions are found to come to rest
according to their predicted range profiles. Instead, they are always found to undergo considerable long-range migration. During the irradiation process this motion appears to be radiation-enhanced, and during the subsequent annealing steps one appears to deal with regular thermal diffusion. The implant redistribution is always found to be governed strongly by the self-created damage, insofar as both electronic and nuclear defects in the polymer act as trapping centers. Their population ratio is modified by thermal annealing. The as-implanted redistribution shows a pronounced directional dependence, which essentially is a consequence of the spatial distributions of the electronic and nuclear damage. The changes of the nuclear defect distribution during thermal annealing are studied by a specially developed tomographic method. It is found that boron is preferentially trapped along the irradiation direction, exhibiting quite pronounced prolate (i.e. cigar-like) distributions. This shape is hardly affected by thermal annealing.
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Hamilton, Justin J. "Boron activation and diffusion in pre-amorphised silicon and silicon-on-insulator." Thesis, University of Surrey, 2007. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.443399.
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18
Robison, Robert Russell. "Simulation of fluorine-diffusion behavior and boron-fluorine co-interaction in silicon." [Gainesville, Fla.] : University of Florida, 2006. http://purl.fcla.edu/fcla/etd/UFE0013790.
Full text
19
Domec, Brennan S. "Development, Characterization, and Resultant Properties of a Carbon, Boron, and Chromium Ternary Diffusion System." Thesis, University of Louisiana at Lafayette, 2017. http://pqdtopen.proquest.com/#viewpdf?dispub=10266264.
Full textAbstract:
<p> In today’s industry, engineering materials are continuously pushed to the limits. Often, the application only demands high-specification properties in a narrowly-defined region of the material, such as the outermost surface. This, in combination with the economic benefits, makes case hardening an attractive solution to meet industry demands. While case hardening has been in use for decades, applications demanding high hardness, deep case depth, and high corrosion resistance are often under-served by this process. Instead, new solutions are required.</p><p> The goal of this study is to develop and characterize a new borochromizing process applied to a pre-carburized AISI 8620 alloy steel. The process was successfully developed using a combination of computational simulations, calculations, and experimental testing. Process kinetics were studied by fitting case depth measurement data to Fick’s Second Law of Diffusion and an Arrhenius equation. Results indicate that the kinetics of the co-diffusion method are unaffected by the addition of chromium to the powder pack. The results also show that significant structural degradation of the case occurs when chromizing is applied sequentially to an existing boronized case. The amount of degradation is proportional to the chromizing parameters.</p><p> Microstructural evolution was studied using metallographic methods, simulation and computational calculations, and analytical techniques. While the co-diffusion process failed to enrich the substrate with chromium, significant enrichment is obtained with the sequential diffusion process. The amount of enrichment is directly proportional to the chromizing parameters with higher parameters resulting in more enrichment. The case consists of M<sub>7</sub>C<sub>3</sub> and M<sub>23</sub>C<sub>6</sub> carbides nearest the surface, minor amounts of CrB, and a balance of M<sub>2</sub>B.</p><p> Corrosion resistance was measured with salt spray and electrochemical methods. These methods confirm the benefit of surface enrichment by chromium in the sequential diffusion method with corrosion resistance increasing directly with chromium concentration. The results also confirm the deleterious effect of surface-breaking case defects and the need to reduce or eliminate them. </p><p> The best combination of microstructural integrity, mean surface hardness, effective case depth, and corrosion resistance is obtained in samples sequentially boronized and chromized at 870°C for 6hrs. Additional work is required to further optimize process parameters and case properties.</p><p>
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GUILHERME, ENEIDA da G. "Estudo do processo de obtencao da liga magnetica NDsub(15) FEsub(77) Bsub(8) por reducao-difusao (R/D) calciotermica." reponame:Repositório Institucional do IPEN, 1992. http://repositorio.ipen.br:8080/xmlui/handle/123456789/10285.
Full textAbstract:
Made available in DSpace on 2014-10-09T12:36:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0<br>Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1
04373.pdf: 5945321 bytes, checksum: 2ab6ce764052bcd601cde1fffb3f7feb (MD5)<br>Disserta‡ao (Mestrado)<br>IPEN/D<br>Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP
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Ryu, Kyung Sun. "Development of low-cost and high-efficiency commercial size n-type silicon solar cells." Diss., Georgia Institute of Technology, 2015. http://hdl.handle.net/1853/53842.
Full textAbstract:
The objective of the research in this thesis was to develop high-efficiency n-type silicon solar cells at low-cost to reach grid parity. This was accomplished by reducing the electrical and optical losses in solar cells through understanding of fundamental physics and loss mechanisms, development of process technologies, cell design, and modeling. All these technology enhancements provided a 3.44% absolute increase in efficiency over the 17.4% efficient n-type PERT solar cell. Finally, 20.84% efficient n-type PERT (passivated emitter and rear totally diffused) solar cells were achieved on commercial grade 239cm2 n-type Cz silicon wafers with optimized front boron emitter without boron-rich layer and phosphorus back surface field, silicon dioxide/silicon nitride stack for surface passivation, optimized front grid pattern with screen printed 5 busbars and 100 gridlines, and improved rear contact with laser opening and physical vapor deposition aluminum. This thesis also suggested research directions to improve cell efficiency further and attain ≥21% efficient n-type solar cells which involves three additional technology developments including the use of floating busbars, selective emitters, and negatively charged aluminum oxide (Al2O3) film for boron emitter surface passivation.
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El, Mubarek Huda Abdel Wahab Abdel Rahim. "Suppression of boron transient enhanced and thermal diffusion in silicon and silicon germanium by fluorine implantation." Thesis, University of Southampton, 2004. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.419196.
Full text
23
Das, Arnab. "Development of high-efficiency boron diffused silicon solar cells." Diss., Georgia Institute of Technology, 2012. http://hdl.handle.net/1853/44718.
Full textAbstract:
The objective of the proposed research is to develop low-cost, screen-printed 20% efficient silicon solar cells. In the first part of this thesis, a ~19% efficient, screen-printed cell was fabricated using the commercially-dominant aluminum back surface field (Al-BSF) cell structure. Device modeling was then used to determine that increasing the efficiency to 20% required improvements in both back surface passivation and rear reflectance. In the second part of this thesis, a passivated, transparent boron BSF (B-BSF) structure was proposed as a high-throughput method for realizing these improvements. The first step in fabricating the proposed B-BSF cell involved the successful development of a water-based, spin-on solution of boric acid as a low-cost, non-toxic and non-pyrophoric alternative to common boron diffusion sources such as boron tribromide. A review of the literature shows that a common problem with boron diffusion is severe bulk lifetime degradation, with Fe contamination being commonly speculated as the cause. An experimental study was therefore devised in which the impact of boron diffusion and subsequent cell process steps on the bulk lifetime and bulk iron contamination was tracked. From this study, a model for boron diffusion-induced Fe contamination was developed along with methods for gettering Fe from the substrate. A key achievement of this thesis was the discovery of a novel, negatively charged, aluminum-doped spin-on glass (SOG) which can, in a short thermal step, simultaneously getter Fe and provide stable, high-quality passivation of planar, boron-diffused Si surfaces. Since past attempts at achieving low-cost, high-efficiency, boron-diffused cells have suffered from bulk lifetime degradation and difficulties with passivating a boron-diffused Si surface, the Al-doped SOG provides a solution to both challenges. Since a high rear reflectance is important for achieving high-efficiencies, an experimental study of various reflectors was undertaken and a silver colloid material was found which exhibits both high electrical conductivity and Lambertian reflectance >95%. The work on boric acid diffusion, iron gettering, surface passivation and rear reflectors was successfully integrated into a 20.2% efficient, screen-printed, B-BSF cell fabricated on 300 µm thick, p-type float-zone (FZ) Si wafers. Both device theory and modeling was used to show that, due to its well-passivated surfaces, this cell would suffer a large loss in efficiency due to light-induced degradation (LID) if it were fabricated on commercial p-type Czochralski (Cz) Si substrates. Since n-type Si substrates do not suffer from LID, the p-type process was slightly tweaked and applied to n-type FZ wafers, resulting in 20.3% efficient cells on 190 µm thick wafers. Computer modeling shows that both the p-type and n-type cells can maintain efficiencies of 20% for wafers as thin as 100 µm.
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Diebel, Milan. "Application of ab-initio calculations to modeling of nanoscale diffusion and activation in silicon /." Thesis, Connect to this title online; UW restricted, 2004. http://hdl.handle.net/1773/9727.
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Camillo-Castillo, Renata A. "Boron activation and diffusion in silicon for varying initial-process conditions during Flash-assist Rapid Thermal Annealing." [Gainesville, Fla.] : University of Florida, 2006. http://purl.fcla.edu/fcla/etd/UFE0013884.
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Pedersen, Daniel. "Development of a Kinetic Monte Carlo Code." Thesis, Uppsala universitet, Materialteori, 2013. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-202711.
Full textAbstract:
A framework for constructing kinetic monte carlo (KMC) simulations of diffusive events on a lattice was developed. This code was then tested by running simulations of Fe adatom diffusion on graphene and graphene-boron nitride surfaces. The results from these simulations was then used to show that the modeled diffusion adheres to the laws of brownian motion and generates results similar to recent research findings.
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Pelletier, Bertrand. "Modélisation et simulation numérique de l'exo-diffusion du bore dans les oxydes encapsulés des technologies CMOS déca-nanométriques." Thesis, Aix-Marseille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX10060/document.
Full textAbstract:
Cette étude s’est portée sur l’interaction des empilements diélectriques nitrure/oxyde avec la répartition du bore dans les zones sources et drain après le recuit d’activation. L’utilisation des procédés de dépôt des couches de nitrure et d’oxyde réalisées à basse température a permis de limiter l’impact de ces étapes de dépôt sur les performances électriques du dispositif. En revanche, des budgets thermiques de dépôt plus faibles induisent également une concentration d’hydrogène plus importante dans les films. Cette accumulation d’hydrogène dans les couches diélectriques en contact avec les zones source et drain augmente la quantité de bore pouvant diffuser depuis le silicium vers l’oxyde, ce phénomène entraine des modifications de la répartition du bore dans les zones implantées et par conséquent une modification des performances électriques du transistor. Au cours de ces travaux nous avons développé un modèle physique couplant les échanges d’hydrogène durant le recuit entre les couches de diélectrique et la diffusion du bore entre le substrat et l’oxyde. Ce modèle a été validé d’une part en simulant les profils de bore après recuit en fonction des différentes conditions de dépôt nitrure et oxyde, et d’autre part en couplant des mesures de contrainte mécanique avec des mesures de désorption thermique d’hydrogène. Ces travaux ont mis en évidence deux mécanismes de régulation de l’hydrogène dans la couche d’oxyde pendant le recuit. Le premier est le rôle de l’encapsulation du nitrure, la diffusion de l’hydrogène dans les nitrures étant plus faible que dans l’oxyde une partie de l’hydrogène dans l’oxyde en dessous est bloqué dans la couche durant le recuit. Le deuxième est le rôle du nitrure comme source d’hydrogène dans l’empilement<br>This study has focused on the interaction of dielectric stacks nitride/oxide with the boron distribution in the source and drain areas after the activation annealing. The low temperature deposition processes of nitride and oxide layers limit the impact of these deposition steps on the electrical performance of the device. However the thermal budgets of lower deposit also induce a higher concentration of hydrogen. This hydrogen accumulation in the dielectric layer in contact with the source and drain regions increases the boron diffusion into the silicon oxide and causing modification of the boron distribution into the implanted zones and therefore an electrical performance modification of the device. In this work we developed a physical model combining the hydrogen exchange during annealing between the dielectric layers and boron out-diffusion between the substrate and silicon oxide. This model was validated firstly by simulating the profiles of boron after annealing for different deposition conditions nitride and oxide, and also by coupling measurements of mechanical stress with hydrogen thermal desorption spectroscopy (TDS). This research revealed two mechanisms of hydrogen regulation in oxide layer during annealing. First, the role of nitride encapsulation, hydrogen diffusion in nitride layer is lower than in oxide so hydrogen cannot degas out during anneal. The second is the role of nitride as a hydrogen source into the stack
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Cockeram, Brian Vern. "The development, growth and oxidation resistance of Boron- and Germanium-Doped Silicide diffusion coatings by Fluoride-Activated pack cementation /." The Ohio State University, 1994. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1487859313344332.
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Niemkiewicz, John. "A study on the use of removal-diffusion theory to calculate neutron distributions for dose determination in boron neutron capture therapy /." The Ohio State University, 1996. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1487934589976468.
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30
Cook, Grant O. III. "Joining Polycrystalline Cubic Boron Nitride and Tungsten Carbide by Partial Transient Liquid Phase Bonding." BYU ScholarsArchive, 2010. https://scholarsarchive.byu.edu/etd/2366.
Full textAbstract:
Friction stir welding (FSW) of steel is often performed with an insert made of polycrystalline cubic boron nitride (PCBN). Specifically, MS80 is a grade of PCBN made by Smith MegaDiamond that has been optimized for the FSW process. The PCBN insert is attached to a tungsten carbide (WC) shank by a compression fitting. However, FSW tools manufactured by this method inevitably fail by fracture in the PCBN. Permanently bonding PCBN to WC would likely solve the fracturing problem and increase the life of PCBN FSW tools to be economically viable. Partial transient liquid phase (PTLP) bonding, a process used to join ceramics with thin metallic interlayers, was proposed as a method to permanently bond PCBN to WC. PTLP bonding is often performed using three layers of pure elements. On heating, the two thin outer interlayers melt and bond to the ceramics. Concurrently, these liquid layers diffuse into the thicker refractory core until solidification has occurred isothermally. A procedure was developed to reduce the number of possible three-layer PTLP bonding setups to a small set of ideal setups using logical filters. Steps in this filtering method include a database of all existing binary systems, sessile drop testing of 20 elements, and a routine that calculates maximum interlayer thicknesses. Results of sessile drop testing showed that the PCBN grade required for this research could only be bonded with an alloy of Ti, Cu, Mg, and Sb. Two PTLP bond setups were tested using this special coating on the PCBN, but a successful bond could not be achieved. However, a PTLP bond of WC to WC was successful and proved the usefulness of the filtering procedure for determining PTLP bond setups. This filtering procedure is then set forth in generalized terms that can be used to PTLP bond any material. Also, recommendations for future research to bond this grade of PCBN, or some other grade, to WC are presented.
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Murphy, John Douglas. "The properties of nitrogen and oxygen in silicon." Thesis, University of Oxford, 2006. http://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:d6ff6bba-f9ec-497b-b0f4-2d4162f784cc.
Full textAbstract:
A novel dislocation locking technique is used to study the behaviour of nitrogen and oxygen in silicon. Specimens containing well-defined arrays of dislocation half-loops are subjected to isothermal anneals of controlled duration, during which nitrogen or oxygen diffuses to the dislocations. The stress required to move the dislocations away from the impurities is then measured. Measurement of this unlocking stress as a function of annealing time and temperature allows information on the transport of nitrogen and oxygen to be deduced. Despite being present in a concentration of just 3E14cm-3 in some specimens, nitrogen is found to provide substantial benefits to the mechanical properties of float-zone silicon (FZ-Si). The segregation of nitrogen at dislocations is stable to at least 1200 degrees centigrade and the unlocking stress measured at 550 degrees centigrade is of similar magnitude to that found previously for oxygen in Czochralski silicon (Cz-Si). The unlocking stress initially rises linearly with annealing time, before it takes a constant value. The rate of the initial rise is dependent on temperature and the 1.5eV activation energy found agrees with that found previously. The rate of the initial rise also depends on nitrogen concentration. In the 500 to 700 degrees centigrade temperature range, the unlocking stress is found to decrease linearly as the temperature at which the unlocking process takes place increases. The results of a pre-annealing experiment confirm that oxygen monomers and dimers in Cz-Si exist in thermodynamic equilibrium at 550 degrees centigrade. Numerical simulation of oxygen diffusion to dislocations allows values of the effective diffusivity of oxygen in Cz-Si with four different oxygen concentrations to be deduced. At 500 degrees centigrade, the effective diffusivity depends upon oxygen concentration in a way which is consistent with oxygen dimers being responsible for transport. The transport of oxygen in Cz-Si at 550 to 600 degrees centigrade is found to be unaffected by nitrogen doping at a level of 2.1E15cm-3. The dislocation locking technique has also been used to study the effect of high concentrations of shallow dopants on oxygen transport in Cz-Si in the 350 to 550 degrees centigrade temperature range. Oxygen transport has been found to be unaffected by a high antimony concentration ~3E18cm-3, but is found to be enhanced by, on average, a factor of approximately 44 in Cz-Si with a high boron concentration ~5E18cm-3. Furthermore, deep-level transient spectroscopy (DLTS) and high-resolution DLTS (HR-DLTS) are used to study the electrical activity of defects in silicon. A deep-level with an enthalpy of 0.50eV and a concentration of order 10E11cm-3 is found in n-type nitrogen-doped FZ-Si and n-type nitrogen-doped neutron transmutation doped FZ-Si. No additional deep-levels are found in either material, for which the detection limit is 6E10cm-3. No deep-levels are found in p-type nitrogen-doped Cz-Si, for which the detection limit is approximately 10E12cm-3. DLTS and HR-DLTS are also used to investigate the electrical activity of oxygen-decorated dislocations in Cz-Si and states associated with oxygen at dislocation cores have been identified.
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Mojrová, Barbora. "Solární články z monokrystalického křemíku typu n s vysokou účinností." Doctoral thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2019. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-408053.
Full textAbstract:
Tato dizertační práce je zaměřena vývoj a ověřování nových postupů přispívajících ke zvýšení účinnosti bifaciálních solárních článků založených na monokrystalickém křemíku n-typové vodivosti. Tato práce přináší nové poznatky o vylepšených výrobních procesech a postupech použitých během výroby článků v ISC Konstanz. V rámci práce byly vyrobeny solární články typu n-PERT (Passivated Emitter Rear Totally diffused) s vysokou účinností, a to pomocí standartních procesů a zařízení používaných běžně při průmyslové výrobě. Zapojení těchto průmyslových postupů a metod umožnilo ověřit možnosti výroby n-typových článků za použití téměř totožného vybavení, jaké je potřeba pro výrobu p-typových článků. Zvýšení účinnosti bylo založeno především na vylepšení jednotlivých procesních kroků. Experimenty popsané v této práci dosvědčují zlepšení procesu difúze bóru, přizpůsobení parametrů pasivační a antireflexní vrstvy nově navrženému emitoru, zlepšení procesu metalizace ve smyslu využití past neobsahujících hliník, testování tisku rozličných motivů spolu s různými sekvencemi výpalu. V rámci práce byla testována možnost zamezení jevu potenciální indukované degradace (Potential Induced Degradation – PID) pomocí vhodného složení ARC a pasivační vrstvy. Vyrobené n-typové solární články dosáhly maximální hodnoty účinnosti 20,9 %.
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Back, Christophe. "Étude de la cristallisation des verres métalliques Ni₈₁B₁₉ et (FeCr) ₇₇B₂₃ par diffusion neutronique et simulations numériques." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL109N.
Full textAbstract:
Le verre métallique Ni₈₁B₁₉ cristallise en une seule étape par formation simultanée des phases cristallines Ni et Ni₃B de type cémentite le verre métallique (FeCr) ₇₇B₂₃ forme de façon polymorphe la phase (FeCr). La forme des cristallites est ovoïde. Et l'amorphe est constitué d'une multitude de domaines d'un nanomètre d'extension ordonnés mais désorientés les uns par rapport aux autres. La diffusion neutronique aux petits angles met en évidence la présence d'inhomogénéités chimiques déjà présentes dans l'amorphe qui s'amplifient pendant la cristallisation. Les simulations numériques de Ni₈₁B₁₉ amorphe par la technique de Monte Carlo Inverse ont permis de construire des amas en excellent accord avec les partielles de Lamparter. Dans ces amas, les atomes de bore occupent soit le centre d'un tétrakaidécaèdre soit le centre d'un antiprisme d'Archimède. Ces environnements de type prismatique sont connectés les uns aux autres par des arêtes. L’ordre à courte distance (prisme de nickel autour du bore) et à moyenne distance (connexion par les arêtes) du cristal Ni₃B est présent, mais pas l'ordre à longue distance. De plus, une structure amorphe présentant des inhomogénéités chimiques (zones sans atome de bore) est compatible avec les données expérimentales. Ces simulations valident le modèle du maclage chimique. En particulier, la partition des éléments aurait lieu pendant l'amorphisation ou même avant, dans l'état liquide. La cristallisation peut donc se produire sans faire appel à la diffusion à longue distance. La technique de Monte Carlo inverse sans les conditions périodiques a permis de faire croitre des cristallites au sein de l'amorphe. Les données issues de diffusion neutronique ne sont pas utilisées pour contrôler l'optimisation mais elles sont globalement reproduites
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Motte, Vianney. "Comportement de l’hélium implanté dans le carbure de bore B4C." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSE1229/document.
Full textAbstract:
Le carbure de bore B4C est une céramique couramment utilisée comme absorbant neutronique pour la régulation de la puissance des réacteurs nucléaires. Les réactions d’absorption neutronique, de type (n,α) sur l’isotope bore-10, conduisent à la production de grandes quantités d’hélium (jusqu’à 1022.cm-3). Il en résulte du gonflement induit par la formation de bulles hautement pressurisées, puis de la microfissuration. L’analyse de la littérature montre que les mécanismes de diffusion de l’hélium et les premières étapes de la formation des bulles sont mal connus. L’objectif de notre étude est d’étudier le comportement de l’hélium dans le carbure de bore, en réalisant une analyse paramétrique. Pour cela, des échantillons de B4C fritté à partir de différentes poudres ont été implantés en hélium dans des accélérateurs d’ions à différentes concentrations et températures, ce afin de simuler l’hélium produit en réacteur. Les analyses se sont ensuite principalement appuyées sur deux techniques de caractérisation : L’analyse par réactions nucléaires ou NRA (Nuclear Reaction Analysis) qui est une technique d’analyse par faisceau d’ions. La réaction 3He(d,4He)1H utilisée permet d’obtenir des profils d’hélium dans le matériau. La Microscope Electronique en Transmission (MET) qui permet d’observer les amas potentiels d’hélium dans le matériau. Nous avons tout d’abord mis en évidence l’influence de la concentration d’hélium implanté : plus elle est élevée, plus la densité d’amas dans la zone implantée est élevée ; puis celle de de la température d’implantation : plus cette dernière est élevée, plus la température seuil de germination des amas est élevée et leur densité réduite. Nous en avons déduit que ces différences étaient dues à l’influence de l’endommagement résiduel, plus faible à haute température. Des doubles implantations d’or et d’hélium ont confirmé que l’endommagement créé par les ions Au avait un effet significatif sur la germination des amas, en abaissant le seuil de température de leur apparition et en augmentant leur densité. Ensuite, nous avons mis en évidence le rôle des joints de grains qui se sont révélés être de véritables pièges pour hélium. Nous avons démontré que l’hélium ne diffuse pas dans ni à travers ces joints de grains jusqu’à des températures de l’ordre de 1200°C. Enfin, l’élargissement des profils d’hélium après traitements thermiques, dans la gamme de température 600-800°C, a permis de déterminer un coefficient de diffusion apparent de l’hélium dans le B4C, paramètre inconnu dans la littérature, ainsi qu’une énergie d’activation : D = D0.exp(-Ea/kT), avec D0 = 6,03x10- 3 x/ 2,5 cm2.s-1 et Ea = 2,03 ±0,18 eV. L’ensemble de ce travail a permis de mieux appréhender le comportement de l’hélium dans le carbure de bore qui sera utilisé dans les dispositifs de contrôle de la puissance et les protections neutroniques du réacteur ASTRID, projet français de réacteur à spectre neutronique rapide refroidi au sodium. Les résultats obtenus permettent ainsi de tirer des indications utiles à la conception des éléments absorbants neutroniques du réacteur<br>Boron carbide B4C is a ceramic commonly used as a neutron absorber to control the power of nuclear power plants. The neutron absorption reactions, (n,α) type on the boron-10 isotope, lead to the production of large quantities of helium (up to 1022.cm-3). This results to swelling induced by the formation of highly pressurized bubbles, followed by microcracking. Analysis of the literature shows that helium diffusion mechanisms and the early stages of bubble formation are poorly understood. The goal of our work is to study the behaviour of helium in boron carbide, by carrying out a parametric analysis. For this purpose, samples of B4C, sintered from different powders, were implanted in helium with ion accelerators at different concentrations and temperatures, in order to simulate the helium produced in the reactor. The analyses were then mainly based on two characterization techniques: Nuclear Reaction Analysis (NRA), which is an ion beam analysis technique. The 3He(d,4He)1H reaction used allows obtaining helium profiles in the material. The Transmission Electron Microscope (TEM), which allows observation of potential helium clusters in the material. We first demonstrated the influence of the concentration of implanted helium: the higher it is, the higher the density of clusters in the implanted area; then the influence of the implantation temperature: the higher it is, the higher the threshold temperature for cluster nucleation and the lower the density. We have deduced that these differences were due to the influence of the residual damage, which is lower at high temperature. Dual gold and helium implantations confirmed that damage caused by Au ions had a significant effect on cluster nucleation, lowering the temperature threshold of their occurrence and increasing their density. Next, we have highlighted the role of grain boundaries which have proved to be very efficient traps for helium. We have demonstrated that helium does not diffuse into these grain boundaries at temperatures up to 1200°C. Finally, the broadening of the helium profiles after heat treatments, in the temperature range 600-800°C, allowed us to determine an apparent diffusion coefficient of helium in B4C, still unknown in the literature: D = D0.exp (-Ea/kT), with D0 = 6.03x10-3 x/ 2.5 cm2.s-1 and Ea = 2.03 ± 0.18 eV. This work allowed us to better understand the behaviour of helium in boron carbide, which will be used in power control devices and neutron protections for the ASTRID reactor, a French sodium fast-neutron reactor project. The results thus allow obtaining useful indications for the design of the neutron absorber elements of the reactor
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Nielsen, Jon F. "Energetically and Kinetically Driven Step Formation and Evolution on Silicon Surfaces." The Ohio State University, 2001. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu998579834.
Full text
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Frantík, Ondřej. "Vysokoteplotní procesy ve výrobě křemíkových fotovoltaických článků." Doctoral thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2014. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-233622.
Full textAbstract:
The thesis is focused on high temperature processes in crystalline solar cells production. Main topic is diffusion of traditional dopants phosphorus and boron. Diffusion processes for creating solar cells are different from classical diffusion in semiconductor industrial. It is reason why the thesis describes crated layers in detail. Knowledge of diffusion processes is used for creating bifacial solar cells and development of a new phosphorus emitter for conventional solar cells. Bifacial cells are a new type of cells. Developed new emitter increases efficiency and decreases cost of solar cells production. Another part the thesis is devoted to the prediction of diffusion processes. New models of phosphorus and boron diffusion for photovoltaic industrial are created in software SILVACO. Models correspond with real results.
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Skinner, Andrew J. "Hydrogenic spin quantum computing in silicon and damping and diffusion in a chain-boson model." College Park, Md. : University of Maryland, 2006. http://hdl.handle.net/1903/3887.
Full textAbstract:
Thesis (Ph. D.)--University of Maryland, College Park, 2006.<br>Thesis research directed by: Physics. Title from t.p. of PDF. Includes bibliographical references. Published by UMI Dissertation Services, Ann Arbor, Mich. Also available in paper.
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Le, Parc Rozenn. "Diffusion de rayonnements et relaxation structurale dans les verres de silice et préformes de fibres optiques." Lyon 1, 2002. http://www.theses.fr/2002LYO10109.
Full textAbstract:
Ce mémoire s'attache à la structure à moyenne distance dans les verres et à la détermination de la relaxation structurale sous l'effet de traitements thermiques et de vieillissement physique. Il rejoint des problèmes très concrets concernant l'atténuation dans les fibres de ligne pour les télécommunications optiques. La diffusion de la lumière, et donc la transmission du signal dans les fibres, est en effet principalement liée à la diffusion Rayleigh due aux fluctuations de densité figées lors du refroidissement du verre. Cette structure figée est caractérisée par le paramètre " température fictive ". Nous avons, dans un premier temps montré que des mesures de diffusion Raman ou d'absorption infrarouge pouvaient permettre de distinguer entre des verres de même composition et de températures fictives différentes, c'est à dire ayant subi différentes relaxations structurales. Nous avons démontré qu il existait une forme de relaxation structurale pouvant se produire largement en dessous de la température de transition vitreuse pour des verres de silice ayant différentes histoires thermiques. Dans un second temps, nous avons initié la transposition de ces concepts à un verre comportant deux composants : SiO2 et GeO2, constituant le cœur des fibres optiques de télécommunication. Dans ces verres, des fluctuations de concentration se superposent aux fluctuations de densité. Nous avons donc cherché à trouver les meilleures signatures spectroscopiques des relaxations structurales et mis en évidence, par des mesures de diffusion, que, comme dans le cas de la silice, une relaxation structurale se produisait en dessous de la température de transition vitreuse. Ce mémoire illustre l intérêt de l'étude de la structure inhomogène des verres en avec le lien avec la relaxation structurale et les effets de vieillissement. Il peut proposer des pistes nouvelles de traitement physique devant améliorer la transmission des fibres optiques.
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Ruta, Béatrice. "Les propriétés vibrationnelles des verres : une étude expérimentale dans la région de transition entre le régime microscopique et macroscopique." Grenoble, 2010. http://www.theses.fr/2010GRENY034.
Full textAbstract:
Une des questions les plus ambitieuses dans la Physique de la Matière Condensée concerne la compréhension des propriétés vibrationnelles des verres. En particulier, une anomalie présente dans la densité d’états vibrationnels (VDOS) à des énergies de quelques meV a suscité beaucoup d’intérêt en raison de sa présence universelle dans les verres. Cette anomalie, appelée “boson peak” (BP), apparaît comme un pic dans la VDOS réduite par rapport à la prévision du continuum élastique de Debye, dans une région d’énergies où le modèle de Debye fonctionne encore assez bien pour les correspondants cristaux. Dans ce travail de Thèse on présente les résultats d’une étude expérimentale de la dynamique vibrationnelle dans des verres du sorbitol et du soufre, par diffusion inélastique de la lumière, des rayons x et des neutrons. Dans le cas du sorbitol, ces résultats montrent clairement que le BP est lié à des anomalies observées dans la courbe de dispersion acoustique dans la région mésoscopique des vecteurs d’onde de quelques nm−1. En outre, l’étude de la dépendance en température de ces propriétés montre que cette connexion est maintenue même avec les changements de température. Enfin, le comportement des modes à haute fréquence peut être utilisé pour reproduire quantitativement la forme du BP, ce qui suggère une forte relation entre les propriétés acoustiques dans la région mésoscopique et le BP. Ce comportement semble être universel dans les verres. Dans le cas du soufre vitreux le BP est situé à l’extérieur de la fenêtre d’énergies qui peut être sondée par IXS et donc il n’est pas possible expérimentalement d’étudier le caractère des excitations collectives correspondantes<br>One of the most challenging issue in condensed matter physics concerns the understanding of the vibrational properties of glasses. In particular, an anomaly present in the vibrational density of states (VDOS) at energies of few meV has attracted much interest due to its universal occurrence in glasses. This anomaly, called ”boson peak” (BP), appears as a peak in the reduced VDOS over the Debye, elastic continuum prediction in an energy range where the Debye model still works reasonably well for the corresponding crystals. In this PhD work we present the results of an experimental study of the vibrational dynamics in glassy sorbitol and sulfur by means of inelastic scattering of light, x-ray and neutron. In the case of sorbitol, these results show that the boson peak is clearly related to anomalies observed in the acoustic dispersion curve in the mesoscopic wavenumber range of few nm−1. Moreover, the study of the temperature dependence of these properties shows that this connection is kept under temperature changes. Finally, the behavior of the high frequency modes can be used to quantitatively account for the BP, suggesting a strong connection between acoustic properties in the mesoscopic range and boson peak. This behavior seems to be universal in glasses. In the case of glassy sulfur the BP is located at energies outside the window which can be probed by IXS and it is not possible experimentally to investigate the character of the corresponding collective excitations
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Simon, Guilhem. "Vibrations des verres d'oxydes observées par diffusion hyper-Raman." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00374838.
Full textAbstract:
Un spectrographe hyper-Raman très lumineux a été développé pour étudier les vibrations des matériaux. Les résultats obtenus sur ce dispositif sont comparés aux spectroscopies vibrationnelles classiques (Diffusion inélastique des neutrons, absorption infrarouge, diffusion Raman). L'analyse des règles de sélection a permis de préciser la nature des modes de vibrations dans les verres d'oxydes v-SiO2 et v-B2O3. Il a été nécessaire de s'appuyer sur les données obtenus dans des verres binaires xNa2O(1-x)SiO2 et xLi2O(1-x)B2O3, ainsi que dans une série de verres de silices densifiées de manière permanente. Nous montrons en particulier que les modes du pic boson des verres d'oxydes sont essentiellement associés à des mouvements de libration des unités structurales élémentaires qui composent le verre: tétraèdres SiO4 pour la silice et essentiellement les anneaux boroxols B3O3 dans v-B2O3. Nous observons aussi que pour ces deux verres les spectres Raman et hyper-Raman sont dominés par des modes de vibrations associés à des mouvements d'anneaux.
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Alam, Syed Bahauddin. "The design of reactor cores for civil nuclear marine propulsion." Thesis, University of Cambridge, 2018. https://www.repository.cam.ac.uk/handle/1810/275650.
Full textAbstract:
Perhaps surprisingly, the largest experience in operating nuclear power plants has been in nuclear naval propulsion, particularly submarines. This accumulated experience may become the basis of a proposed new generation of compact nuclear power plant designs. In an effort to de-carbonise commercial freight shipping, there is growing interest in the possibility of using nuclear propulsion systems. Reactor cores for such an application would need to be fundamentally different from land-based power generation systems, which require regular refueling, and from reactors used in military submarines, as the fuel used could not conceivably be as highly enriched. Nuclear-powered propulsion would allow ships to operate with low fuel costs, long refueling intervals, and minimal emissions; however, currently such systems remain largely confined to military vessels. This research project undertakes computational modeling of possible soluble-boron-free (SBF) reactor core designs for this application, with a view to informing design decisions in terms of choices of fuel composition, materials, core geometry and layout. Computational modeling using appropriate reactor physics (e.g. WIMS, MONK, Serpent and PANTHER), thermal-hydraulics etc. codes (e.g. COBRA-EN) is used for this project. With an emphasis on reactor physics, this study investigates possible fuel assembly and core designs for civil marine propulsion applications. In particular, it explores the feasibility of using uranium/thorium-rich fuel in a compact, long-life reactor and seek optimal choices and designs of the fuel composition, reactivity control, assembly geometry, and core loading in order to meet the operational needs of a marine propulsion reactor. In this reactor physics and 3D coupled neutronics/thermal-hydraulics study, we attempt to design a civil marine reactor core that fulfills the objective of providing at least 15 effective full-power-years (EFPY) life at 333 MWth. In order to unleash the benefit of thorium in a long life core, the micro-heterogeneous ThO2-UO2 duplex fuel is well-positioned to be utilized in our proposed civil marine core. Unfortunately, A limited number of studies of duplex fuel are available in the public domain, but its use has never been examined in the context of a SBF environment for long-life small modular rector (SMR) core. Therefore, we assumed micro-heterogeneous ThO2-UO2 duplex fuel for our proposed marine core in order to explore its capability. For the proposed civil marine propulsion core design, this study uses 18% U-235 enriched micro-heterogeneous ThO2-UO2 duplex fuel. To provide a basis for comparison we also evaluate the performance of homogeneously mixed 15% U-235 enriched all-UO2 fuel. This research also attempts to design a high power density core with 14 EFPY while satisfying the neutronic and thermal-hydraulics safety constraints. A core with an average power density of 100 MW/m3 has been successfully designed while obtaining a core life of 14 years. The average core power density for this core is increased by ∼50% compared to the reference core design (63 MW/m3 and is equivalent to Sizewell B PWR (101.6 MW/m3 which means capital costs could be significantly reduced and the economic attractiveness of the marine core commensurately improved. In addition, similar to the standard SMR core, a reference core with a power density of 63 MW/m3 has been successfully designed while obtaining a core life of ∼16 years. One of the most important points that can be drawn from these studies is that a duplex fuel lattice needs less burnable absorber than uranium-only fuel to achieve the same poison performance. The higher initial reactivity suppression and relatively smaller reactivity swing of the duplex can make the task of reactivity control through BP design in a thorium-rich core easier. It is also apparent that control rods have greater worth in a duplex core, reducing the control material requirements and thus potentially the cost of the rods. This research also analyzed the feasibility of using thorium-based duplex fuel in different cases and environments to observe whether this fuel consistently exhibit superior performance compared to the UO2 core in both the assembly and whole-core levels. The duplex fuel/core consistently exhibits superior performance in consideration of all the neutronic and TH constraints specified. It can therefore be concluded from this study that the superior performance of the thorium-based micro-heterogeneous ThO2-UO2 duplex fuel provides enhanced confidence that this fuel can be reliably used in high power density and long-life SBF marine propulsion core systems, offering neutronic advantages compared to the all-UO2 fuel. Last, but not least, considering all these factors, duplex fuel can potentially open the avenue for low-enriched uranium (LEU) SBF cores with different configurations. Motivated by growing environmental concerns and anticipated economic pressures, the overall goal of this study is to examine the technological feasibility of expanding the use of nuclear propulsion to civilian maritime shipping and to identify and propose promising candidate core designs.
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Pallier, Camille. "Evolution structurale des céramiques (Si)-B-C sous sollicitations thermomécaniques." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14615/document.
Full textAbstract:
Les matrices céramiques autocicatrisantes sont constituées d’une alternance de couches de SiC, B-C et Si-B-C, déposées par voie gazeuse (CVD). Les couches borées (Si)-B-C sont amorphes après élaboration et leur structure évolue à haute température (T ≥ 1000 °C). Diverses caractérisations (XRD, spectroscopie Raman, NMR, diffusion des neutrons, XANES) ont permis de préciser la structure locale des céramiques brutes d'élaboration. Celle-ci a par la suite été validée par des simulations par dynamique moléculaire ab initio. Elle est constituée de motifs icosaédriques, similaires à ceux de B4C, mais fautés et reliés entre eux par des environnements tétravalents CB4-xCx et trivalents BC3. Dans le cas des matériaux Si-B-C, cette même phase amorphe forme un continuum incluant des clusters de SiC. L’évolution structurale de ces céramiques sous atmosphère inerte a été étudiée en fonction de la température (1100°C ≤ T ≤ 1400 °C) et du temps (t ≤ 1 h). Le caractère métastable des matériaux induit une cinétique de réorganisation rapide. L'évolution structurale se traduit successivement, à T et t croissants, par l’apparition de carbone libre sp2, la cristallisation de B4C, ainsi que la croissance de nanocristallites de SiC dans les matériaux Si-B-C. Les propriétés mécaniques ont également été caractérisées à haute température à l’aide d’essais sur microcomposites Cf/(Si)-B-Cm. Les matériaux font preuve d’un comportement transitoire complexe et fortement dépendant de la température du fait de leur évolution structurale<br>Self-healing matrices are composed of SiC, B-C and Si-B-C multilayers deposited by chemical vapour deposition (CVD). The boron-rich layers (Si)-B-C are amorphous in their as-deposited state but crystallize at high temperature (T ≥ 1000 °C). Various analyses (XRD, Raman spectroscopy, NMR, neutron diffraction, XANES) were used to characterize the local structure of the as-processed and heat-treated ceramics. The local structure of heat-treated ceramics was also confirmed by molecular dynamic ab initio simulations. The structure consists of icosahedral units as in B4C but faulted and connected with each other through tetrahedral CB4-XCX and trigonal BC3 sites. In Si-B-C ceramics, the same amorphous phase forms a continuum embedding SiC clusters. The structural evolution of the ceramics in inert atmosphere were studied as a function of temperature (1100°C ≤ T ≤ 1400 °C) and time (t ≤ 1 h). The metastability of the materials leads to fast kinetics of reorganization. When T and t increase, one observes successively the formation free-sp2 carbon, the crystallization of B4C and, in Si-B-C ceramics, the coarsening of the SiC nanocrystallites. The high temperature mechanical properties have also been assessed by tensile tests on Cf/(Si)-B-Cm microcomposites. The materials undergo a complex transient behaviour which is strongly temperature dependent due to the structural changes
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Monaco, Andrea. "Etude de la dynamique vibrationelle des verres." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00131536.
Full textAbstract:
Le travail actuel de thèse est consacré à l'étude de la dynamique vibrationnelle du verre et en particulier à la recherche sur l'anomalie de basse fréquence: le « Boson Peak » (BP). Dans le premier chapitre, les aspects généraux de l'état vitreux sont présentés. Ici nous discutons comment le comportement thermodynamique anormal des verres peut être associé à la présence du Boson Peak dans la densité vibrationnelle (DOS) du verre. Dans le deuxième chapitre, nous discutons les techniques spectroscopiques principales utilisées dans cette étude: Diffusion non élastique nucleaire et la diffusion non élastique de rayons X. Dans le troisième chapitre, nous présentons l'étude du verre « hyperquenched ». Les effets de l'histoire thermique sur les propriétés dynamique et structurales des verres sont étudies. Le quatrième chapitre est consacrée à l'étude de l'effet de la pression et de la densité sur le DOS d'un verre. Les changements de la DOS sont corrélées une fois de plus avec les changements macroscopiques à moins qu'une transformation structurale ait lieu. En conclusion, nous présentons une étude sur la dynamique à haute fréquence (dans la région de fréquence de THz) d'ortho-terphenyl vitreux, et l'effet de la pression sur cette dynamique est discute. En comparant nos résultats à d'autres données disponibles dans la littérature, il à été possible de déduire quelques conclusions sur la nature des modes acoustique aux énergies identiques à celle du BP.
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Berthet, Remy. "INTERACTION SON-ÉCOULEMENT." Phd thesis, Ecole normale supérieure de lyon - ENS LYON, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003781.
Full textAbstract:
Nous etudions l'interaction entre une onde sonore et un<br />ecoulement. Nous avons developpe pour cela<br />deux outils d'analyse complementaires: une methode analytique basee<br />sur le developpement en ondes partielles de l'onde sonore, et une simulation<br />numerique directe avec conditions aux limites ouvertes d'ecoulements<br />compressibles, isothermes et non dissipatifs.<br /><br />Nous sommes ainsi en mesure de quantifier les approximations de champ lointain<br />et de Born, usuellement employees dans la modelisation de l'interaction<br />son-ecoulement. Nous presentons ensuite les ecarts a l'approximation<br />de Born pour un ecoulement a circulation nulle et l'importance de la<br />refraction du son par l'ecoulement dans le processus de diffusion. Nous<br />discuterons egalement dans quelle mesure la vorticite de l'ecoulement est<br />la source de diffusion predominante. Enfin, nous montrons que les outils developpes permettent l'analyse de situations experimentales de diffusion de son par des<br />ecoulements turbulents.
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Kaukola, T. (Tuula). "Perinatal brain damage in very preterm infants:prenatal inflammation and neurologic outcome in children born term and preterm." Doctoral thesis, University of Oulu, 2005. http://urn.fi/urn:isbn:9514278402.
Full textAbstract:
Abstract Despite improvements in peri- and neonatal care and an increase in the overall survival of very preterm infants, the incidence of neurologic sequelae has remained high. The pathogenesis of many brain imaging findings, such as white matter damage, WMD, is poorly understood. The factors predisposing to brain damage differ between term and preterm infants. More detailed information is needed of how brain imaging correlates with neurodevelopmental impairment after the neonatal period. The present study investigated the pre- and perinatal factors leading to brain damage and their effects on neurologic and neurodevelopmental outcome in very preterm children. We also analyzed the differences in umbilical cord serum cytokines in term and preterm children with cerebral palsy, CP. Furthermore, the correlations between the findings on diffusion-weighted imaging, DWI, measurements in brainstem auditory evoked potentials, and neurodevelopmental outcome were assessed. We demonstrated that pregnancies complicated by combined histologic chorioamnionitis and placental insufficiency independently predicted abnormal neurologic outcome at 2 years of corrected age. WMD additively predicted poor outcome. Isolated fetal inflammatory response, umbilical cord serum acute phase cytokines (IL-1α, IL-1β, IL-6, IL-8, TNF-α), did not associate with neurologic outcome in either term or preterm children. Instead, a cluster of cytokines different from acute phase cytokines were related to CP, and the protein profile differed between term and preterm children. Disturbed hemodynamics during the pre- and perinatal period affected outcome in very preterm infants. In severe placental insufficiency, fetal cardiac compromise associated with suboptimal neurodevelopmental outcome at 1 year of corrected age. In addition, several clinical factors characterising cardiorespiratory status after birth associated with abnormal neurologic outcome at 2 years of corrected age. We found the apparent diffusion coefficient, ADC, a quantitative measurement of water diffusion, in pons to correlate with the conduction rate of impulses travelling through the auditory tract. We also demonstrated a high value of ADC in corona radiata to associate with poor outcome in gross motor and eye-hand coordination skills at 2 years of corrected age. Both pre- and perinatal factors associate with later outcome in very preterm infants. An isolated fetal inflammatory response does not predict neurologic outcome. Findings on DWI in specific brain regions predict abnormal neurodevelopmental outcome<br>Tiivistelmä Huolimatta vastasyntyneisyyskauden parantuneista hoitotuloksista ja että yhä useampi hyvin ennenaikaisena syntynyt lapsi jää eloon, heidän neurologisen vammautuneisuuden ilmaantuvuus on edelleen korkea. Monien aivojen kuvantamislöydösten, kuten valkean aineen vaurion, syntymekanismit tunnetaan huonosti. Aivojen vaurioitumiselle altistavat tekijät eroavat täysiaikaisena ja ennenaikaisena syntyneillä lapsilla. Tarvitaan myös aiempaa yksityiskohtaisempaa tietoa aivojen kuvantamislöydösten merkityksestä lasten vastasyntyneisyyskauden jälkeiseen kehitykseen. Tässä tutkimuksessa selvitettiin raskauden- ja syntymänaikaisia tekijöitä, jotka vaikuttavat aivojen vaurioitumiseen hyvin ennenaikaisena syntyneillä lapsilla sekä näiden tekijöiden merkitystä lasten neurologiseen kehitykseen. Tarkastelimme myös napaveren seerumin välittäjäaineiden, sytokiinien, eroavuuksia täysiaikaisena ja ennenaikaisena syntyneillä CP-lapsilla. Lisäksi selvitimme diffuusiomagneettitutkimus- ja aivorunkoherätevastelöydösten sekä neurologisen kehityksen välisiä yhteyksiä. Tämän tutkimuksen mukaan kohdunsisäinen tulehdus ja istukan vajaatoiminta yhtä aikaa esiintyessään ovat poikkeavan neurologisen kehityksen itsenäisiä riskitekijöitä lapsilla 2 vuoden korjatussa iässä tutkittuna. Valkoisen aivoaineen vaurio edelleen lisäsi näiden lasten huonon neurologisen kehityksen ennustetta. Raskauden kestosta riippumatta, sikiön tulehdusvastetta kuvaavat napaveren akuutin vaiheen tulehdusvälittäjäaineet (IL-1α, IL-1β, IL-6, IL-8, TNF- α) eivät vaikuttaneet lapsen neurologiseen kehitykseen. Sen sijaan, CP-lasten napaverestä löytyi erityinen joukko ei-akuutin vaiheen välittäjäaineita. Nämä valkuaisaineet erosivat toisistaan täysiaikaisena ja ennenaikaisena syntyneillä CP-lapsilla. Raskauden- ja syntymänaikaiset verenkierron häiriöt vaikuttivat hyvin ennenaikaisena syntyneiden lasten myöhempään kehitykseen. Vaikeassa istukan vajaatoiminassa sikiön sydämen toiminnan heikkeneminen liittyi lapsen suboptimaaliin neurologiseen kehitykseen 1 vuoden korjatussa iässä tutkittuna. Lisäksi useat syntymänjälkeiset keuhkojen ja verenkierron tilaa kuvaavat kliiniset tekijät liittyivät lapsen poikkeavaan neurologiseen kehitykseen 2 vuoden korjatussa iässä tutkittuna. Tutkimuksemme mukaan, veden diffuusiota määrällisesti kuvaava diffuusiokerroin, ADC, aivosillasta mitattuna, liittyi impulssien johtumisnopeutueen kuuloradastossa. Lisäksi korkea ADC-arvo aivojen sepelviuhkassa liittyi karkean motoriikan ja silmä-käsi-yhteistyötaitojen huonoon kehitykseen 2 vuoden korjatussa iässä tutkittuna. Sekä raskauden- että syntymänaikaiset tekijät vaikuttavat hyvin ennenaikaisena syntyneiden lasten myöhempään kehitykseen. Yksittäinen sikiön tulehdusvaste ei ennakoi lapsen neurologista kehitystä. Tiettyjen aivoalueiden diffuusiokuvantamislöydökset ennustavat lapsen poikkeavaa neurologista kehitystä
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Filip, Lovemalm, and Music Muhamed. "Spridningen av innovationer : En studie på små innovativa verksamheter på lokal och global nivå." Thesis, Mälardalens högskola, Akademin för innovation, design och teknik, 2015. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:mdh:diva-27452.
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Författarna till detta examensarbete har intresserat sig över hur innovationer kan sprida sig till olika nationer genom exempelvis små innovativa verksamheter. I denna forskningsstudie undersöker författarna hur innovationer sprider sig till andra nationer och om innovationsspridningen kan relateras till en internationaliseringsmodell, delforskningsfrågan grundar sig i Rothwells femte generationens innovationsprocess. Författarna har valt att använda sig av en kvalitativ metod, med en deduktiv ansats där undersökningen har sin utgångspunkt från teorin. Den teoretiska referensramen innefattar modeller som beskriver organisationsprocesser vid en internationalisering, samt teorier riktade mot innovation, internationalisering samt internationell marknadsföring. Därefter har författarna i empirin, redogjort för hur de olika fallföretagen författarna har arbetat med, i praktiken har hanterat dessa fenomen i sina internationaliseringar. Analysen i denna forskningsstudie är uppdelad utefter tre fokusområden, innovation, internationell marknadsföring och internationalisering där författarna analyserar företagens upplevelser från fokusområdena och företagen analyseras i följd. Utifrån den information författarna har fått från de tre semistrukturerade intervjuer och en observation kommer författarna att belysa svar på forskningsfrågorna i de tre slutsatserna nedan; Digitalkommunikation är väsentligt för innovationsspridning hos små innovativa företag. Internationaliseringsmodeller kan ses mer som stöd istället för strategi Innovationsspridning sker i ett tidigt i en innovationsprocess Med tanke på att denna forskningsstudie är genomförd på endast tre företag och en organisation som utgångspunkt kan författarnas slutsatser inte antas att gälla som en generell beskrivning av innovationsspridning till andra nationer.
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Dos, Reis Daniel. "Évaluation électromagnétique en régime diffusif de défauts et objets 3D enfouis : du modèle d'interaction à l'inversion de données." Paris 7, 2001. http://www.theses.fr/2001PA077186.
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Tschümperlé, Denis. "Étude numérique de l'interaction tourbillons-onde acoustique." Le Havre, 2000. http://www.theses.fr/2000LEHA0002.
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Le travail a pour objet l'étude numérique de l'interaction entre un écoulement et une onde acoustique dans l'eau. Lorsqu'une onde traverse une zone de verticité de l'écoulement, elle subit une diffusion. Il est alors possible en recueillant l'onde diffusée d'obtenir des renseignements intéressants sur les écoulement insonnes. Cette méthode a ainsi été utilisée expérimentalement comme un moyen de mesure non-intrusif d'écoulements tourbillonnaires ou turbulents. On développe dans un premier temps la théorie de l'interaction entre une onde et un écoulement. On se propose pour cela de résoudre le problème de Neumann associé par une méthode intégrale pour le calcul de la pression acoustique diffusée. On compare la méthode avec celle décrite dans les travaux de Lund et Rojas qui proposent une formule analytique liant linéairement la verticité et la pression diffusée dans l'espace de Fourier, dans le cadre de l'approximation de Born en champ lointain. Par comparaison avec les études expérimentales, on explique comment on peut retrouver les caractéristiques essentielles de l'écoulement dans le cas de l'allée de Von Karman, a l'aide d'une analogie avec les réseaux de diffraction optiques. On valide ensuite ces hypothèses avec le code de calcul développent, dans le cas d'une allée obtenue à l'aide d'un modelé analytique, ou à l'aide de codes de calcul d'écoulement fondes sur une méthode particulaire ou de volumes finis. La méthode d'analyse est ensuite appliquée au cas du tourbillon seul. On montre qu'on peut remonter à la mesure de ses caractéristiques principales : taille, intensité et vitesse. On étudie ensuite le cas du tourbillon marginal derrière un profil d'aile tridimensionnel et on s'intéresse enfin à un modèle analytique d'écoulement modélisant le sillage à l'arrière d'un sous-marin.
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T'Jampens, BenoÎt. "Développement de méthodes asymptotiques pour l'étude des interactions entre atomes froids ; détermination de longueurs de diffusion du sodium et du césium." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011676.
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Une connaissance précise des propriétés de collision entre atomes froids est essentielle pour l'étude de la condensation de Bose-Einstein ou la formation de molécules froides. Dans ces expériences, les phénomènes importants ont lieu principalement à des distances interatomiques grandes, c'est-à-dire dans la zone asymptotique. Nous avons développé une méthode purement asymptotique qui nous permet de décrire les propriétés collisionnelles des atomes alcalins froids sans avoir recours à la partie interne des potentiels moléculaires, qui est connue avec une précision moindre. Le point clé de la méthode est l'utilisation des lignes de noeuds, qui sont des lignes joignant les noeuds des fonctions d'onde radiales successives proches du seuil de dissociation du fondamental. Dans le cadre de l'approximation de Born-Oppenheimer, l'utilisation de ces lignes de noeuds, obtenues par intégration de l'équation de Schrödinger radiale dans la zone asymptotique uniquement, fournit un moyen simple pour déterminer des longueurs de diffusion à partir des positions expérimentales de niveaux liés. La méthode a ensuite été étendue au cas des potentiels couplés. Elle apparaît comme une véritable méthode paramétrique dans laquelle quelques paramètres décrivant des lignes de noeuds bien choisies remplacent la partie interne des potentiels. Ces paramètres sont ajustés sur des résultats expérimentaux. Une fois ces paramètres connus, toutes les propriétés de collision telles que les longueurs de diffusion, les décalage en fréquence des horloges atomiques ou encore les résonnances de Feshbach induites par un champ magnétique, peuvent en principe être déduites. Cette méthode a été utilisée pour obtenir les propriétés de collision des atomes de sodium et de césium ultrafroids.
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Tschümperlé, Denis. "Etude numérique de l'interaction tourbillons-ondes acoustiques." Phd thesis, Université du Havre, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004646.
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Le travail a pour objet l'étude numérique de l'interaction entre un écoulement et une onde acoustique dans l'eau. Lorsqu'une onde traverse une zone de vorticité de l'écoulement, elle subit une diffusion. Il est alors possible en recueillant l'onde diffusée d'obtenir des renseignements intéressants sur les écoulement insonnés. Cette méthode a ainsi été utilisée expérimentalement comme un moyen de mesure non-intrusif d'écoulements tourbillonnaires ou turbulents. On développe dans un premier temps la théorie de l'interaction entre une onde et un écoulement. On se propose pour cela de résoudre le problème de Neumann associé par une méthode intégrale pour le calcul de la pression acoustique diffusée. On compare la méthode avec celle décrite dans les travaux de Lund et Rojas qui proposent une formule analytique liant linéairement la vorticité et la pression diffusée dans l'espace de Fourier, dans le cadre de l'approximation de Born en champ lointain. Par comparaison avec les études expérimentales, on explique comment on peut retrouver les caractéristiques essentielles de l'écoulement dans le cas de l'allée de Von Karman, à l'aide d'une analogie avec les réseaux de diffraction optiques. On valide ensuite ces hypothèses avec le code de calcul développé, dans le cas d'une allée obtenue à l'aide d'un modèle analytique, ou à l'aide de codes de calcul d'écoulement fondés sur une méthode particulaire ou de volumes finis. La méthode d'analyse est ensuite appliquée au cas du tourbillon seul. On montre qu'on peut remonter à la mesure des ses caractéristiques principales: taille, intensité et vitesse. On étudie ensuite le cas du tourbillon marginal derrière un profil d'aile tridimensionnel et on s'intéresse enfin à un modèle analytique d'écoulement modélisant le sillage à l'arrière d'un sous-marin.