Dissertations / Theses: 'Couches minces métalliques – Propriétés optiques'

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Komla, Adéchion. "Etude de la texture de couches à propriétés optiques et catalytiques spécifiques obtenues à partir d'aciers inoxydables." Toulouse 3, 1991. http://www.theses.fr/1991TOU30277.

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Abstract:

Ce travail concerne la caracterisation de couches de conversion d'aciers inoxydables qui presentent des proprietes specifiques en vue d'applications dans le domaine de la conversion de l'energie solaire et de la catalyse (hydrogenation, combustion). Ces couches sont obtenues par traitement chimique ou electrochimique d'aciers ferritiques et austenitique. Pour interpreter leurs proprietes, il est indispensable de prendre en compte, en plus de la composition chimique, les proprietes de texture. Ces dernieres ont ete etablies a l'aide des methodes de caracterisation de surface et principalement de la rugosimetrie et de methodes electrochimiques. Nous avons procede a l'etude d'un materiau de reference correspondant aux couches optiques selectives solaires obtenues sur acier ferritique. Le materiau est constitue d'une couche rugueuse, microporeuse, d'epaisseur 200 nm environ et presentant un caractere fractal (dimension fractale de l'ordre de 2. 27 a 2. 40 selon la methode). Le domaine d'autosimilarite s'etendrait de quelques nanometres a quelques microns. La morphologie et la dimension des pores ont ete determinees a l'aide des diagrammes d'impedance. Ces resultats conduisent a la representation d'un materiau tres divise, a la base d'une modelisation permettant d'expliquer et de prevoir ses proprietes optiques solaires. Des couches a proprietes optiques identiques obtenues a partir d'aciers de natures differentes, presentent des textures nettement differenciees. La combinaison de texture et de composition chimique appropriees permet effectivement l'obtention de proprietes identiques mais les differences de texture entrainent des aptitudes particulieres pour les divers revetements. L'influence des conditions de preparation a ete etudiee. Il s'agit de la duree d'elaboration, du mode de sechage, du traitement d'oxydation thermique et du traitement d'oxydation chimique. Des proprietes differentes peuvent etre obtenues de facon simple en modifiant le temps de preparation. Il est ainsi possible de preparer des materiaux de nature chimique analogue mais de dimension fractale variable. Les traitements posterieurs d'oxydation thermique et chimique preservent en general le caractere fractal du materiau mais entrainent une modification chimique de la couche. Le caractere catalytique des couches et en tout cas les possibilites d'impregnation par des pigments organiques ou mineraux ou des particules metalliques sont directement lies aux caracteristiques de porosite. La discussion est organisee autour des points suivants: la complexite du materiau, la variabilite des proprietes de texture qui peuvent lui etre conferees et l'ecart susceptible d'exister suivant les methodes entre les dimensions fractales

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Aubineau, Jérémie Jean-Baptiste. "Modélisation de couches minces métalliques fractales et calculs d'exaltations de champs électromagnétiques." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2005. http://www.theses.fr/2005VERS0045.

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Abstract:

Les « cermets» sont des matériaux hétérogènes composés de grains métalliques de tailles manométriques figés dans un isolant, ou posés sur un substrat de verre. Au voisinage du seuil de percolation, ces matériaux sont caractérisés par une géométrie fractale et une absorption anormale dans la gamme de fréquences du proche infrarouge correspondant à. Des exaltations de champ électromagnétique localisées. Notre étude numérique concerne leurs propriétés optiques et morphologiques. En premier lieu, nous nous sommes attachés dans ce mémoire, à. Présenter la théorie de la percolation, ainsi que les grandeurs et les modèles essentiels qui nous ont permis d'étudier statistiquement les couches métalliques semi-continues. Nous présentons ensuite l'élaboration d'un nouveau programme, fondé sur un algorithme de Monte-Carlo cinétique. Ce programme tient compte des interactions entre grains à l'aide d'un potentiel inter-atomique semi-empirique et permet ainsi de simuler les différents stades de la croissance de films minces d'or. Cette simulation est, à. Notre connaissance, la seule à. Donner. Des résultats quasiment identiques aux. Clichés pris par microscopie électronique à transmission de ces couches. La seconde partie de cette thèse est, quant à elle, consacrée à l'étude optique des cermets. En modélisant les grains d'or par des sphères métalliques polarisables posées sur un réseau carré de sites et en nous plaçant dans l'approximation quasi-statique, nous avons calculé l'interaction d'une onde sonde avec ces surfaces en tenant compte des intéractions dipolaires. Enfin, nous avons étendu notre étude aux échantillons à. Trois dimensions,en les modélisant par des réseaux aléatoires de liens. Grâce à une nouvelle méthode numérique, nous avons rigoureusement résolu l'hamiltonien de Kirchhoff dans ces systèmes. Nos résultats montrent qu'i\. Deme dimensions, la localisation des champs exaltés à la surface des cermets dépend de la polarisation de l'onde incidente. Nous avons aussi montrés que lorsque l'épaisseur des réseaux 3D était faible devant la longueur d'onde de l'onde incidente, leur comportement était proche de celui des réseaux 2D
Cermets» are heterogeneous materials containing nanometric metallic grains embedded in an insulating substrate or deposited on a glass substrate. Near the percolation threshold, these materials are characterized by their fractal geometric morphology and by an anomalous beorption of electromagnetic waves all over the near-infrared range corresponding to g1ant localized fluctuations of electomagnetic fields. Our nurnerical study is based on their optical and orphoIogical properties. We first Cocus on the percolation theory and on funamental modeles which allowed us to statistically study these semi-continuous films. We present then the elaboration of a new program, based on a Kinetic Monte-Carlo algorithm. With the help of a semiempirical interatomic potential to take into account the grains interactions, this program allowed us to simulate the different steps of the growth of gold thin films. From our knowledge, this model is the only one ·to g1ve qua. Si-identical results to the micrographs obtained by transmission electron microscopy at every step. The second part of our study is concerned with the optical properties of « cermets». We have calulated, on these systems, local electric field intensities by repla. Cing the film's morphology by a square lattice of polarizable metallic spheres in the quasi-static approximation. Finally, we used random cubic lattices of bonds to simulate three dimensional samples. With the help of an exact and very efficient numerical method we rigorously solved the Kirchoff's Hamiltonian for these systems. Our results show that the surface position of the exalted fields strongly depends, for bidimensionalsamples, on the polarisation of the incident wave. When the thickness of the hree dimensional samples is small in front of the wavelength of the incicident wave, their behavior is very similar ta the bidimensionals ones

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Gautier, Corinne. "Contribution au développement de détecteurs photovoltai͏̈ques à base de séléniure de plomb par EJM." Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20115.

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Abstract:

La premiere partie de ce manuscrit correspond a la realisation de l'heterostructure p-pbse / caf#2 // si (111) par epitaxie par jets moleculaires. Quelques rappels concernant la technique d'epitaxie, les caracterisations associees ainsi que les proprietes des materiaux etudies sont tout d'abord presentes. Ensuite, les differentes analyses montrent que les premieres etapes sont correctement maitrisees. Les proprietes structurales de la couche de pbse ont pu etre optimisees mais le controle des caracteristiques electriques, en dopant le materiau de type p par ecart a la stchiometrie, presente des difficultes. De plus, les analyses de surface montrent que la couche de pbse s'oxyde lorsqu'elle est exposee a l'air. La seconde partie concerne la passivation de surface des couches de pbse. Tout d'abord, l'etude bibliographique met en evidence les avantages des methodes de sulfuration par voies chimique et electrochimique. L'application de ces techniques sur les couches de pbse est alors etudiee et montre la substitution, a la surface, du selenium par le soufre. De plus, une desoxydation prealable est necessaire, qui est facilement realisee par voie chimique. Un effort est porte sur la comprehension des phenomenes observes a la surface de la couche de pbse.

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Bouet, Laurence. "Poudres fines et couches minces de ferrites spinelles substitués (Molybdène/Cobalt/Manganèse) : élaboration, propriétés structurales, magnétiques et magnéto-optiques." Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30223.

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Abstract:

Des particules submicroniques de ferrites substituees par le molybdene et des ferrites mixtes de cobalt et de molybdene ont ete synthetisees par chimie douce. L'etude structurale de ces nouvelles phases spinelles, a permis de determiner leur repartition cationique ainsi que leur processus d'oxydation. Dans les phases stchiometriques, les ions molybdene, situes principalement en sites octaedriques, presentent les etats de valence +3 et +4. L'oxydation de ces phases conduit a l'apparition d'ions ferriques et d'ions molybdene +6. Les ferrites lacunaires, ainsi obtenus ont un taux de lacunes croissant avec la teneur en molybdene; il peut atteindre 0,77 par unite formulaire. La substitution des ions molybdene aux ions fer accroit la teneur des ions ferreux et, de ce fait, contribue a l'obtention de coercivites elevees. Par ailleurs les champs coercitifs des ferrites de cobalt et de molybdene sont maximaux lorsque la valence des cations du molybdene est elevee. La coercivite des echantillons oxydes peut etre exaltee (jusqu'a des valeurs proches de 4000oe) par un refroidissement lent depuis la temperature d'oxydation. Ce comportement est associe a l'etablissement de l'ordre directionnel. Les mesures des effets magneto-optiques de poudres de ferrites, ont permis de mettre en evidence deux compositions (cobalt/molybdene et cobalt/manganese) presentant des rotations faraday meilleures que celle du ferrite de cobalt. Nous n'avons pu toutefois elaborer, sous forme de couches minces, que le ferrite de cobalt et de manganese. Celui-ci se caracterise par une rotation faraday (26000degre/cm) et une carrure (0,75) de cycle magneto-optique deux fois plus importantes que celles du ferrite de cobalt. Les resultats des premiers tests d'ecriture statique, realises sur des structures verre/ferrite/reflecteur, ont revele d'importants signaux de lecture (superieurs a ceux de disques commerciaux). La sensibilite a l'ecriture reste toutefois faible pour permettre l'inscription de bits magneto-optiques dans des conditions standards d'ecriture

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Tomasini, Pierre. "Contribution à l'étude d'hétérostructures de ZnTe, ZnSe1-xTex, MnSe, élaborées par épitaxie en phase vapeur à partir d'organo-métalliques." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20102.

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Abstract:

Ce travail est consacre a l'elaboration d'heterostructures ii-vi/iii-v(100) (znte, znse#1#-#xte#x, mnse /gasb, inp, gaas) par epitaxie en phase vapeur a partir d'organometalliques. Les films minces obtenus sont etudies du point de vue structural (diffraction des rayons-x et microscopie electronique en transmission) et optique (photoluminescence). Les principaux phenomenes intervenant aux interfaces des materiaux ii-vi/iii-v(100) sont decrits et la relaxation des contraintes dans znte/iii-v(100) est plus particulierement observees par diffraction des rayons-x

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Terrier, Catherine. "Elaboration et caractérisation de films minces d'oxyde d'étain dopé à l'antimoine obtenus par la méthode sol-gel." Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10229.

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Abstract:

Les oxydes transparents conducteurs en couches minces d'une maniere generale et les films d'oxyde d'etain en particulier ont des applications potentielles dans de nombreux domaines, essentiellement lorsque l'on a besoin simultanement d'une bonne transparence dans le visible et d'une bonne conductivite electrique. La methode de tirage sol-gel a ete choisie pour elaborer les films de sno#2. Elle permet d'obtenir un materiau de grande purete ayant une bonne homogeneite par rapport a d'autres methodes classiques d'elaboration telles que le depot chimique a phase vapeur, la pyrolyse ou la pulverisation. Dans un premier temps, nous avons cherche a optimiser l'elaboration du materiau afin d'obtenir le materiau le plus pur possible. Le sno#2 par la methode sol-gel se conduit electriquement comme un isolant alors qu'elabore en couches minces par d'autres techniques il est caracterise par une conduction initiale associee a la presence de lacunes d'oxygene due a la non-stoechiometrie. Dans une seconde approche le dopage a l'antimoine a ete etudie, plus particulierement la variation du taux d'antimoine effectivement present dans la couche deposee. On constate une perte d'antimoine lors de l'elaboration car ce dopage a l'interieur des couches est trouve systematiquement inferieur a celui prevu dans la solution initiale. La resistivite en fonction du dopage se comporte differemment de celle observee pour d'autres techniques d'elaboration. Il semble qu'elle soit geree par la competition entre les deux etats de l'antimoine sb#5#+ et sb#3#+ mais la tres faible concentration en lacunes d'oxygene, la taille des cristallites et la morphologie doivent egalement jouer un role dans cette difference de comportement. Du point de vue optique, on note une coloration bleutee de plus en plus intense lorsque la teneur en sb augmente, phenomene deja observe sur des films elabores par d'autres techniques, et dont l'origine provient d'un transfert de charge entre sb#5#+ et sb#3#+ conjointement a un deplacement de la bande plasmons par les porteurs libres. Par contre le noircissement des couches pour les plus forts dopages rapporte dans la litterature est inexistant dans le cas de la methode sol-gel. La methode sol-gel permet d'elaborer ainsi un materiau sno#2 stoechiometrique de type cassiterite mais nouveau de part ses proprietes electrique et optique

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Chatelon, Jean-Pierre. "Etude de différents paramètres d'élaboration de films minces d'oxyde d'étain obtenus par la technique sol-gel." Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10227.

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Abstract:

Les oxydes transparents conducteurs et, en particulier, les films minces d'oxyde d'etain sont l'objet de recherches constantes par leur interet industriel. Ce type de materiau permet d'obtenir un compromis entre une transparence dans le visible et une bonne conductivite electrique. Les proprietes optiques et electriques etant tres sensibles a la morphologie, le procede sol-gel (en utilisant la methode du trempage et du tirage) a ete explore afin d'ameliorer les qualites des depots. Pour atteindre ce compromis nous avons utilise l'antimoine comme dopant. Le dopage ne peut etre veritablement controle et compris que si le materiau de depart, l'oxyde d'etain, est le mieux maitrise possible (morphologie, reproductibilite et stchiometrie des couches). Ce procede repose sur quatre phenomenes principaux successifs: hydrolyse, polycondensation, sechage et densification. Pour chaque etape, l'influence des divers parametres d'elaboration sur la morphologie des couches minces obtenues, sur l'homogeneite des proprietes (epaisseur, indice de refraction et cristallisation) et sur la reproductibilite des depots a ete mis en evidence. Les techniques utilisees pour ces caracterisations sont nombreuses: microscopie electronique a transmission, microscopie electronique a balayage, spectrophotometrie, ellipsometrie, etc enfin le vieillissement de la solution de tirage a ete etudie. Les echantillons realises pendant une duree de cinq mois a partir d'une meme solution presentent des caracteristiques morphologique, optique et electrique tres proches. Apres avoir fixe le maximum de parametres d'elaboration, la tres bonne qualite du materiau elabore est confirmee par le fait qu'il a ete possible de faire fonctionner les films en guide de lumiere. Cette etude laisse presager un tres bon avenir pour ce materiau. Par cette technique nouvelle, les parametres d'elaboration permettent de controler l'epaisseur, l'indice, la transmission optique, la taille des gains, etc la reproductibilite, l'homogeneite, la bonne stchiometrie et l'ancrage important sont autant d'aspects qui confirment la bonne qualite des films obtenus et leur potentialite pour des applications industrielles

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Regragui, Mohammed. "Caractérisation électrique et optique des couches minces de WO3 et MoO3 : étude de l'insertion électronique et protonique : effet électrochrome." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20112.

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Abstract:

Une etude des proprietes electriques et optiques de couches minces polycristallines de wo#3 et de moo#3, preparees par decomposition chimique en phase vapeur (cvd) et de couches amorphes de wo#3 preparees par evaporation a ete realisee. L'action de la methode et des parametres de preparation (epaisseur, traitements thermiques) sur la conductivite electrique et les caracteristiques optiques, indices et gap, a ete mise en relief. Ces couches, deposees sur sno#2, peuvent etre colorees (ou decolorees) en presence d'acide sulfurique par insertion (ou extraction) d'electrons et de protons. Les variations de leurs caracteristiques optiques, electriques et de structure en fonction des differents etats de coloration (quantites de charges injectees) ont ete etudiees. Une transition semiconducteur-metal a ete mise en evidence dans certaines conditions

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Edely, Mathieu. "Etudes de surfaces métalliques nanolithographiées : application à la diffusion Raman exaltée de surface." Thesis, Le Mans, 2016. http://www.theses.fr/2016LEMA1020.

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Abstract:

Depuis la première observation du phénomène de Diffusion Raman Exaltée de Surface (DRES) en 1974 de nombreuses méthodes ont été développées pour contrôler l'arrangement de nanostructures métalliques sur une surface dans le but d'augmenter le signal de diffusion Raman. La valeur du facteur d'amplification de la DRES résulte principalement de l’accroissement localisé du champ électromagnétique pour des surfaces métalliques nanostructurées. Des études antérieures ont révélé que l'espacement nanométrique entre les nanoparticules constituait des zones de forte exaltation appelées «points chauds». Nous avons développé et breveté une méthode de lithographique assistée par AFM permettant la fabrication de surfaces métalliques. Il a été démontré que cette méthode fournissait une approche relativement simple pour réaliser d’une part des surfaces reproductibles à géométrie contrôlée à l’échelle nanométrique, et d’autre part des surfaces modèles pour étudier l'influence de la géométrie des motifs sur l'effet DRES. Afin d'étudier la relation entre les propriétés optiques et la géométrie de nos systèmes la résonance plasmon localisée de surface (LSPR) et le facteur d'exaltation du champ électrique local ont été simulés par éléments finis. Les zones de forte exaltations ont été localisées sur les nanostructures par microscopie par photoémission d'électrons (PEEM) et l'effet DRES a été démontré en effectuant des mesures Raman avec plusieurs molécules cibles. Les corrélations effectuées entre les résultats de PEEM, les calculs du champ local et les facteurs d’exaltation Raman seront présentées en lien avec les paramètres géométriques des motifs de nanostructures
Since the first observation of Surface Enhanced Raman Scattering (SERS) in 1974 a variety of methods have been developed to physically control the arrangement of metallic nanostructures onto a surface in order to enhance Raman signals. The magnitude of the SERS enhancement factor is mainly driven by the enhanced local electromagnetic field in nanostructured metal surfaces. Gaps between adjacent nanoparticles give rise to strong enhancement effects, often referred as ‘hot spots’. One way to produce highly efficient SERS substrates is to develop a reproducible system of interacting metal nanostructures capable of high field enhancement.We patented a force-assisted Atomic Force Microscopy lithographic method allowing the fabrication of a metallic substrate. It will be shown that this method also provides a relatively simple approach to realize reproducible patterns with controlled geometry that can be used to study the influence of specific pattern geometry on SERS phenomenon.In order to investigate the relationship between optical properties and pattern geometries, localized surface plasmon resonance (LSPR) and local electric field enhancement are simulated.Whereas electric field enhancement regions (hot spot) have been observed on the top of the nanostructures with PhotoEmission Electron Microscopy (PEEM), SERS effect has been demonstrated by performing Raman measurements using several probe molecules. Correlations between PEEM measurements, Raman exaltation and local field calculations are presented in relation with the geometrical parameters of the nanostructured patterns

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Laurent, Kévin. "Etude expérimentale de la microstructure et des propriétés électriques et optiques de couches minces et de nanofils d'oxydes métalliques (d-Bi2O3 et ZnO) synthétisés par voie électrochimique." Phd thesis, Université Paris-Est, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00470542.

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Abstract:

L'intérêt porté sur la miniaturisation des systèmes par la communauté scientifique est grand, que ce soit pour des raisons de mobilité, d'économie d'énergie ou d'innovation technologique. L'objectif de cette thèse est de déterminer les caractéristiques physiques et structurales des couches minces et des nanofils d'oxydes métalliques synthétisés par la méthode électrochimique. La première partie de cette thèse est consacrée à l'oxyde de bismuth en phase delta. Les couches minces élaborés par électrochimie sont de très bonne qualité cristalline, et seul la phase delta- Bi2O3 est présente. Le caractère nano structuré des couches minces est mis en évidence par les expériences de microscopie électronique en transmission (MET) et participe à la stabilisation de cette phase à température ambiante. Les mesures de conductivité réalisées par spectroscopie d'impédance complexe montrent un comportement différent selon la nature du substrat utilisé. Nous observons une excellente conductivité électrique des dépôts réalisés sur les substrats en argent doré (4*10-3 S*cm-1), alors que les dépôts obtenus sur l'inox montre un comportement très résistif (10-7 S*cm-1). La seconde partie de cette étude concerne l'oxyde de zinc. Les conditions d'élaboration par électrochimie influence les propriétés structurales et physiques des couches minces obtenues. Les différents traitements thermiques réalisés sur les couches minces de ZnO ont permis d'améliorer la qualité optique des couches et de modifier la structure du ZnO par incorporation d'azote lors de recuit dans l'ammoniaque. La dernière partie est consacrée à la synthèse et à la caractérisation de nanofils de ZnO élaborés par la méthode " template ". Cette méthode nous a permis de confiner la croissance par électrochimie dans des pores de différents diamètres. Les observations réalisés par MET et MET en Haute Résolution montrent que les nanofils obtenus sont monocristallins et de bonne qualité. Les propriétés d'émission observées en PL sont très proches des propriétés d'émission des couches minces

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Solignac, Marie-Caroline. "Empilements avec nanoparticules plasmoniques : de la synthèse par pulvérisation à l'impact du couplage entre les particules sur les propriétés optiques." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2023SORUS154.pdf.

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Les résonances plasmoniques des nanoparticules de métal conduisent à une très forte extinction (par absorption ou par diffusion) de la lumière autour d’une longueur d’onde bien précise liée aux propriétés des nanoparticules et de leur environnement. Ces résonances peuvent être mises à profit pour améliorer les performances optiques des vitrages fonctionnalisés. L’objectif de ces travaux est de comprendre l’impact de la morphologie d’une couche de nanoparticules obtenue par pulvérisation cathodique magnétron (taille et forme des nanoparticules, distances entre les particules) sur ces résonances grâce à une caractérisation poussée et à la modélisation de leur réponse optique. Pour ce faire, des systèmes ayant suffisamment de complexité pour être représentatifs d’un vitrage fonctionnalisé industriel sont élaborés, en réduisant l’empilement de couches minces à une couche d’Ag entre deux couches d’oxyde de zinc dopé Al (AZO) de 5 nm. L’intérêt de cette approche est de pouvoir élaborer une couche de nanoparticules d’argent obtenue par interruption de la croissance avant la formation d’une couche continue puis encapsulée dans 10 nm d’AZO. Grâce à des méthodes de suivi in situ et en temps réel et à la définition d’un protocole fiable de caractérisation des nanoparticules, nous avons montré l’impact de leviers de fabrication, tels que la quantité d’argent et les paramètres de dépôt, sur la morphologie des couches et sur leurs propriétés optiques. Ainsi nous montrons que notre protocole de fabrication permet d’obtenir des films composés de très petites particules (1-10 nm) réparties aléatoirement et distantes de 1 à 10 nm. Dans le volet modélisation, nous avons utilisé le cadre théorique de la diffusion multiple pour montrer l’impact des interactions entre particules sur la résonance plasmonique. A partir de la résolution numérique de la matrice T pour un ensemble de particules, nous avons montré que l’interaction entre les particules pour le cas d’une couche de particules très proches les unes des autres modifie fortement la forme de la résonance. Ainsi, un arrangement désordonné de particules favorise un pic d’extinction intense et large spectralement, tandis qu’un arrangement ordonné favorise un pic d’extinction plus étroit et moins intense
Plasmonic resonances of metallic nanoparticles are responsible for a strong extinction of light (by absorption or by scattering) around a wavelength dependent on the nanoparticles properties and their environment. Those resonances can be used to improve the optical properties of functionalized glazing. This work aims at understanding the impact of the morphology of a layer of particles fabricated by magnetron sputtering deposition (shape and size of particles, distance between particles) on the plasmonic resonances, thanks to a precise characterization and a modelling of their optical properties. We elaborated simplified stacks inspired from an industrial functionalized glazing, studying a stack made of a thin layer of Ag in between two layers of aluminum doped zinc oxide (AZO). In this stack, silver nanoparticles are obtained by interruption of the layer growth. With the help of in situ and real time tools and with the definition of a robust protocol for the characterization of the nanoparticles layer, we revealed the impact of fabrication parameters, such as silver amount and deposition parameters, on the morphology of this nanostructured layer and on the corresponding optical properties. Hence, we showed that our fabrication method produces films of tiny nanoparticles (1-10 nm) randomly placed and distant of 1 to 10 nm. For the modelling, we used multiple scattering theory to study the impact of the interaction between particles on the plasmonic resonance. From the numeric resolution of T-matrix for an ensemble of particles, we showed that the interaction between particles in the case of a layer of particles really close to each other strongly modifies the shape of the resonance. A disordered arrangement of particles favors a strong and wide extinction peak whereas an ordered arrangement would favor a thinner and weaker extinction peak

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NEGRE, NICOLAS. "Magneto-optique et forts champs magnetiques : nouvelles possibilites d'etudes du magnetisme des solides. applications aux couches minces a anisotropies elevees, tbfe 2 et bicouches antiferromagnetique/ferromagnetique, au semi-conducteur semi-magnetique gamnas et aux complexes moleculaires de fe i i a transition de spin." Toulouse, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAT0011.

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Nous presentons un ensemble de travaux dans differents domaines du magnetisme des solides realise a partir du developpement de deux dispositifs de mesures sous champs magnetiques pulses de 30 t : mesures d'effet kerr magneto-optique et mesures de magneto-reflectivite. La premiere etude est consacree a la caracterisation de l'anisotropie magnetique de couches minces de tbfe 2(111) epitaxiees sur mo. Les mesures de rotation kerr mettent en evidence des champs de saturation tres eleves et des effets de trainage magnetique jusqu'a 30 t qui sont interpretees a partir de calculs d'anisotropie magnetique prenant en compte les deformations epitaxiales dans l'expression de l'anisotropie magneto-elastique. Une seconde partie concerne le retournement de l'aimantation en configuration polaire de couches de co couplees a une couche antiferromagnetique, coo ou nio. Dans cette configuration de mesure nous obtenons, entre autres, des valeurs du couplage d'interface proches de celles d'echanges magnetiques directs. La troisieme etude porte sur le semi-conducteur semi-magnetique gamnas. Nous utilisons l'effet kerr magneto-optique pour determiner l'intensite de l'interaction sp-d entre les moments magnetiques du mn et les bandes electroniques. Ce travail est base sur l'analyse des transitions interbandes entre niveaux de landau, induisant des oscillations quantiques de la rotation kerr pour des champs superieurs a 10 t. Enfin, nous montrons, a partir de mesures de reflectivite qu'il est possible d'induire par le champ magnetique des transitions bas spin - haut spin, irreversibles, dans des complexes moleculaires de fe i i (dont le fe(phen) 2(ncs) 2). Nous mettons aussi en evidence sur la famille de complexe fe xni 1 x(btr) 2(ncs) 2. H 2o le role des interactions cooperatives entre sites metalliques dans la dynamique de la transition de spin sous champ pulse.

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El, Ghrandi Mohamed Rafik. "Cinétique de la photodissolution de Ag dans les couches minces de verres chacogénures GeSex et caractérisation par SIMS [Secondary Ion Mass Spectroscopy] et RBS [Rutherford Backscattering Spectroscopy]." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20117.

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Abstract:

L'etude de la photodissolution de l'argent dans les verres de chalcogenures amorphes gese#x(3x6) a ete faite a partir des couches minces elaborees par evaporation flash et par pecvd (plasma enhanced chemical vapor deposition). En eclairant une structure ag/chalcogenure/substrat avec une energie proche du gap de chalcogenure, le metal diffuse dans le chalcogenure formant ainsi une region photodopee a forte concentration en ag. La caracterisation de ce systeme multicouche a ete faite selon deux approches: les mesures electriques ont permis d'etudier la cinetique de la photodissolution a partir de la variation de la resistance du metal en fonction du temps d'eclairement de la temperature et des epaisseurs. Des analyses de composition en profondeur ont ete effectuees a partir de la rbs, la sims et le sem. Ces analyses ont permis de determiner la nature du profil ainsi que la forme de distribution d'ag. Ces mesures ont mis en evidence une fixation d'ag sur se, avec une composition de materiau de base (gese#x) inchangee dans le p. R. (produit reactif). Deux modeles theoriques sont proposes. L'un pour determiner les constantes optiques n et k de tout systeme multicouche. L'autre decrit la cinetique de photodissolution de ag avec une vitesse inversement proportionnelle a t#+#0#. #5

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Indrehus, Sunniva. "Plasmonic properties of supported nanoparticles." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2020. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2020SORUS136.pdf.

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Abstract:

Après quelques rappels d’électromagnétisme et sur la permittivité des métaux, le premier chapitre est dévolu à la présentation des nanoparticules en optique, et comment les modèles analytiques de polarisabilité permettent de prendre en compte la présence d’un substrat et de nanoparticules voisines. Les deux chapitres suivants reprend un certain nombre d’éléments de la théorie de Bedeaux-Vlieger sur la charge excédentaire et les susceptibilités de surface, et sa mise en œuvre pour les nanoparticules sur un substrat plan. Cette théorie, dont les bases ont été établies à la fin des années 70, a depuis connu plusieurs développements spécifiques en intégrant des particules sphériques puis sphéroïdales, puis sphériques tronquées, puis sphéroïdales tronquées, en interaction électrostatique ou non avec leurs voisines mono- disperses. La théorie de Bedeaux-Vlieger et leurs continuateurs permet un calcul particulièrement efficace des propriétés optiques des films métalliques mesurables par ellipsométrie. Rémi Lazzari et Ingve Simonsen, les deux directeurs de thèse de Mme Indrehus, ont ainsi démarré le développement du logiciel GranFilm au début des années 2000. Ce logiciel est aujourd’hui disponible gratuitement sur internet, sous licence GNU. Le chapitre quatre détaille l’organisation de ce logiciel et les différentes librairies numériques sur lesquelles il a été développé. Un guide d’utilisation du logiciel, avec notamment un paragraphe sur les limites du logiciel ; il y est surtout question des approximations du modèle physique. Sont ensuite documentés les apports au logiciel dus à Mme Inderhus : une interface en langage Python, la prise en compte de la taille des nanoparticules pour la correction de leur permittivité, et l’intégration du modèle dans une boucle d’optimisation pour estimer des paramètres physiques à partir de données expérimentales. Le chapitre cinq fait une étude numérique des modes de plusieurs des systèmes plasmoniques élémentaires modélisables à l’aide du logiciel GranFilm. Pour exalter ces modes, elle est amenée à réduire la partie imaginaire de la permittivité des métaux à une fraction inférieure ou égale à 1 % de leur valeur réelle. Ces modes sont représentés par leur carte de potentiel électrostatique. Sont étudiées numériquement l’influence du rapport de troncature pour les nanoparticules déposées sur substrat et l’influence de l’épaisseur de la couche sur les nanoparticules recouvertes. Cette analyse recoupe des résultats expérimentaux de la littérature sur des nanoparticules non recouvertes, et permet de les étendre au cas des nanoparticules recouvertes. GranFilm apparaît ainsi comme un outil capable de prendre en compte des géométries nanoplasmoniques qui sont d’ors et déjà réalisables expérimentalement, et d’en faire l’analyse des propriétés optiques. Les mesures optiques spectrales sur films métalliques donnent des pics de résonance plasmon qui ont tendance à être significativement plus larges que prévu par les premières modélisations. Le chapitre six étudie ce phénomène d’élargissement, et travaille à sa modélisation. La littérature fait état de deux sources d’élargissement : la première, dite intrinsèque, provient de deux effets de taille finie sur la permittivité des nanoparticules, et la seconde, extrinsèque, est associée à la dispersion des nanoparticules en taille et forme. La modélisation de l’élargissement intrinsèque ayant été traitée au chapitre trois, les efforts sont ici concentrés sur l’élargissement extrinsèque. Tant que les nanoparticules ne sont pas en interaction électrostatique, le modèle physique peut être conservé, et la dispersion des nanoparticules prise en compte de manière purement statistique. Ce régime est nommé LCP dans le manuscrit. La mise en œuvre numérique de ce modèle statistique, et les élargissements qui en découlent, sont très détaillés
The first chapter presents the basics of plasmonics. The second chapter presents Bedeaux and Vliegler's seductive approach and the notion of excess field s, which allows to define the modified Fresnel coefficients. Chapter 3 presents polarizability calculations for supported nanoparticles, possibly truncated and possibly with a core/shell structure. This involves solving Laplace's equation with boundary conditions imposed by the presence of the substrate and by the geometry of the particle. One of the merits of this thesis is to have been able to synthesize the works of Bedeaux and Vliegler and their formalism. Chapter 4 presents the Granfilm software developed by Rémi Lazzari and Ingve Simonsen, supervisors of Sunniva Indrehus' thesis. Extensions to the proposed models and the further development of a Python-interface (named GranFilmPy) so that the software is more widely used by the community. The examples of simulations obtained by Granfilm (section 4.4) give a good idea of the possibilities of the software. Chapter 5 presents an original way to study the resonance modes in the case of truncated, possibly coated, particles. This consists in arbitrarily strongly reducing the imaginary part of the dielectric function of the metal. The variations of the different resonance modes can then be analyzed very finely. The results are in the form of spectral curves, contour plots of the electrostatic potential in the xz plane, or false color maps (energy in abscissa and geometric parameter in ordinate). The influence of the truncation rate is shown in Figs. 5.10 - 5.12. Chapter 6 considers the polydispersivity of the size and shape of nanoparticles. As in the rest of the manuscript. It is distinguished between the "low coverage regime" and the "finite coverage regime" where the interactions between particles must be taken into account. It also presents the non-negligible influence of the radial particle distribution function (RDF) on the plasmonic response. Implemented in the Granfilm software, taking polydispersivity into account will allow a better interpretation of the widths of resonance peaks

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Ghaymouni, Jaouad. "Etude et caractérisation de nanoparticules." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2013. http://www.theses.fr/2013VERS0075.

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Ce travail de thèse concerne l'élaboration et la caractérisation de nanoparticules métalliques. La fabrication des nanoparticules comporte deux grandes étapes. La première consiste à fabriquer des couches minces en utilisant une méthode de dépose par pulvérisation cathodique. Lors de cette étape, nous nous sommes intéressés à l'étude des paramètres fixés lors de la phase du dépôt (distance cible-substrat, courant de décharge, temps de dépôt). Comme nous l'avons montré dans ce travail, ces paramètres ont une incidence importante sur la morphologie des îlots formés ainsi que sur la porosité des couches et leurs propriétés optiques et électriques. La deuxième étape concerne la mise en solution des nanoparticules à l'aide d'une méthode originale à l’aide d’ultrasons. Nous nous sommes intéressés aux propriétés physiques des nanoparticules et à l'efficacité de la méthode proposée en caractérisant les solutions obtenues. Les outils et la méthode mis au point s'appuient sur des techniques d'imagerie (MEB, TEM, AFM) mais aussi sur des techniques de caractérisation par voie optique, par spectroscopie et diffusion dynamique de la lumière. Enfin, ce travail de thèse présente de premiers résultats quant à l'utilisation des nanoparticules dans le domaine médical pour détruire des cellules tumorales lors de thérapies ciblées. Un dispositif expérimental, capable de délivrer un champ magnétique de haute fréquence (200 KHz) à 15 mT, a été utilisé afin d'évaluer les capacités qu'ont les nanoparticules à augmenter leur température sous l'effet d’un champ magnétique
This work describes how to create and characterize metallic nanoparticles. Two major steps are required to obtain such nanoparticles. The first one consists in the making of thin layers using a sputtering method. To evaluate the efficiency of this method, we have carefully analyzed how various parameters may affect the deposit. The set of parameters includes the distance between the target and the substrate, the current and the time of deposit. We have shown that these parameters are crucial regarding the morphology of the layer, its porosity as well as its optical and electrical properties. The second step consists in the preparation of the nanoparticles solution using a new method using ultrasounds. By characterizing the solutions, we have carefully checked the properties of the nanoparticles and the efficiency of the method. The tools and the methods we have used are based on imagery (MEB, TEM, AFM), optical and spectroscopic characterization and dynamic light scattering. First results are also presented concerning targeted therapy. The aim is to use the nanoparticles we have made to destroy tumor cells. An experimental setup has been used to evaluate the capabilities of the nanoparticles to increase their temperature under magnetic field activity using a field of 15 mT at high frequencies (200 kHz)

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Zeghib, Abdelhakim. "Contribution à l'étude de phénomènes de transport dans les couches minces Ni-Ag amorphes et microcristallisées." Rouen, 1987. http://www.theses.fr/1987ROUES014.

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Extension du modèle de Ziman aux alliages Ni-Ag et interprétation qualitative du comportement de la résistivité et du coefficient de température en fonction de la composition atomique d'argent. Etude de la structure de bandes de Ni-Ag à partir de mesures magnétiques. Mise en évidence d'un niveau lié virtuel dans les alliages majoritaires en argent, par la technique des plasmons de surface

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Margueritat, Jérémie. "Optical and vibrational properties of new “nano-designed” materials produced by pulsed laser deposition." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/272/.

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Nous avons développé de nouveaux concepts de fabrication de matériaux nanostructurés en couche mince basés sur le dépôt par ablation laser alterné d'un métal (Ag) et d'un diélectrique (Al$$_{2}$$O$$_{3}$$). Cette technique permet d'atteindre un contrôle optimal sur les paramètres morphologiques des nanostructures qui déterminent la réponse optique des couches minces. Nous avons produit des nanosphères, des nanolentilles et des nanocolonnes, auto-organisées et orientées, encapsulées dans une matrice d'alumine amorphe. Leur réponse optique a été étudiée en fonction de leur morphologie et comparée à des simulations théoriques. En parallèle à cette étude, la réponse vibrationnelle des nanostructures a été analysée par spectrométrie Raman basse fréquence. Finalement, des nanostructures contenant des couches alternées de nanoparticules de Co et d'Ag séparées par une distance de quelques nanomètres ont aussi été fabriquées. Il a été montré que l'interaction entre le plasmon de surface et les modes sphéroïdaux de vibration des nanoparticules active le signal Raman
We have developed new concepts for the fabrication of thin layer of nanostructured materials based on the deposit by alternate laser ablation of metal (Ag) and dielectric (Al2 O3). This technique allows us to reach an optimal control on the morphological parameters of the nanostructures, which determine the optical response of the thin layers. We produced nanospheres, nanolentils and nanocolumns, self-organized and oriented, embedded in an amorphous alumina matrix. Their optical response was studied according to their morphology and was compared with theoretical simulations. Simultaneously, the vibrational answer of nanostructures was analyzed using low frequency Raman spectrometry. Finally, nanostructures containing alternate layers of Co and Ag nanoparticles, respectively, and separated by few nanometers have also been produced. We have shown that the interaction between the surface plasmon and the spheroidal acoustic vibration modes of the nanoparticles, activates the Raman signal

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Chaton, Patrick. "Caractérisation des couches minces optiques, amélioration des modèles de couches." Aix-Marseille 3, 1991. http://www.theses.fr/1991AIX30085.

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Dans ce memoire les trois principales techniques de caracterisation optique la spectrophotometrie, l'ellipsometrie, l'optique guidee sont comparees. Un effort est porte sur la mesure de l'inhomogeneite d'indice de refraction. Il ressort de cette comparaison que la spectrophotometrie et l'ellipsometrie sont bien adaptees a la determination des inhomogeneites d'indice. Deux methodes d'analyse automatique des spectres mesures sont developpees, elles sont illustrees par l'etude des couches minces de dioxyde de titane realisees en pulverisation par faisceaux d'ions. A la suite de cette etude, les insuffisances du modele de couches sont mises en evidence. On montre en particulier que la qualite des substrats, et la maitrise de l'uniformite de depot sont indispensables a la realisation d'une caracterisation optique satisfaisante. Pour qualifier les substrats et le defaut d'uniformite, un appareil de cartographie de la lumiere diffusee est utilise

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Fourcade, Thibaut. "Études des propriétés mécaniques de matériaux métalliques en couches minces." Thesis, Toulouse, INPT, 2013. http://www.theses.fr/2013INPT0071/document.

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Les couches minces sont utilisées dans un nombre important de domaines industriels comme les Micro- et Nano- Technologies (MNT) ou le traitement de surfaces. Elles peuvent être utilisées soit comme couches de structures, soit pour apporter des fonctions de protection ou de fonctionnalisation à des surfaces. On distingue généralement deux types de couches minces : les couches minces déposées et les couches minces autoportantes. L’objectif du travail présenté dans ce manuscrit est de développer des méthodes de caractérisation mécanique du comportement élasto-plastique des couches minces autoportantes et déposées. Dans un premier temps, nous présentons un essai de microtraction à même de travailler sur des couches d’épaisseur 750 nm et les moyens techniques associés. Ces outils permettent de caractériser les propriétés élasto-plastiques et l’endommagement mécanique des couches minces autoportantes. Dans un second temps, nous nous intéressons à la mise en œuvre de méthodes d’identification paramétrique associées à des essais d’indentation instrumentée dans l’optique de caractériser le comportement élasto-plastique des matériaux en couches minces déposées. Les couches caractérisées dans cette étude sont des multicouches Au-NiCo d’épaisseur totale 22 µm et des couches minces d’aluminium élaborées à partir de plusieurs procédées dont les épaisseurs sont comprises entre 1 et 1,5 µm
The thin films are used in a large number of industrial fields such as Micro- and Nano- Technology (MNT) or treatment of surfaces. They can be used either as layer structures, or to provide protection functions or functionalized surfaces. There are generally two types of thin layers deposited thin films and self-supporting thin layers. The objective of the work presented in this manuscript is to develop methods for mechanical characterization of elastic-plastic behavior of free-standing thin films and deposited. First, we present a microtensile test able to work on 750 nm thick layers and associated technical means. These tools allow to characterize the elastic-plastic properties and mechanical damage freestanding thin films. In a second step, we focus on the implementation of parametric identification methods associated with implementation of instrumented indentation testing in the context of characterizing the elastic-plastic behavior of the deposited thin film materials. The layers characterized in this study are multilayer NiCo In total thickness 22 microns and thin layers of aluminum produced from several procédées with thicknesses between 1 and 1.5 microns

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Kassem, Mohamad. "NbTe2 : du matériau massif au film mince : contribution à l'étude des propriétés tribologiques et d'intercalation." Aix-Marseille 2, 1994. http://www.theses.fr/1994AIX22028.

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Abstract:

Ce travail est principalement consacre a l'elaboration, par pulverisation cathodique, de deux composes de tellurures de niobium: nbte2 et nb3te4, sous forme de couches minces. Il contribue egalement a l'etude de leurs proprietes tribologiques et d'intercalation. Les conditions optimales de l'elaboration des films minces de ces composes ont ete cernees en correlant l'etude de la stoechiometrie des films en fonction de la temperature s du substrat et de l'angle te (surface de la cible soumise au bombardement ionique) avec l'etude systematique de leur cristallisation par diffraction de rx. La temperature de recuit apparait aussi importante que te et s pour la cristallisation et la composition des films ; elle favorise systematiquement l'apparition d'une tres remarquable orientation preferentielle (h00) sur les films recuits. Le comportement chimique de nbte2 et nb3te4, soumis a un reactif tel que n-buli, demontre que ces materiaux peuvent jouer le role de structure d'accueil dans un phenomene d'intercalation-reduction. L'etude par diffraction de rx et par rpe des produits lithies suggere le caractere progressif et reversible de ce processus et permet d'envisager l'utilisation de ces couches comme revetement d'electrode. Nbte2 en couche mince, du fait de son orientation preferentielle (h00) et de la configuration electronique dl du metal, est susceptible de presenter a la fois les criteres requis pour la lubrification a l'etat solide et ceux requis pour la conduction electronique. Les resultats d'essais en petits debattements confirment l'existence du caractere multifonctionnel attendu pour les films nbte2 orientes

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Liu, Xu. "Mesures de déflexion photothermique pour l'étude de la propagation guidée dans les couches minces : étude théorique et expérimentale de l'atténuation." Aix-Marseille 3, 1990. http://www.theses.fr/1990AIX30024.

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Abstract:

On utilise la technique de la deflexion photothermique pour mesurer les pertes par absorption dans une structure guidante constituee d'une couche ou d'un empilement de couches deposees sur un substrat plan. En effectuant cette mesure en differents points le long de la direction de propagation d'un faisceau guide on accede a la loi de vairiation de l'intensite du flux lumineux. L'attenuation du mode guide depend de trois facteurs qui sont respectivement: l'absorption intrinseque dans le materiau, la diffusion par les irregularites des surfaces, ainsi que la diffusion qui trouve son origine dans les defauts de structure ou heterogeneites d'indice dans la couche guidante. On cherche dans quelle mesure il est possible d'etudier separement les consequences de chacun des mecanismes a l'origine des pertes pour preciser l'influence relative de chacun d'eux. Les calculs des pertes par absorption ne soulevent pas de difficultes. En ce qui concerne le calcul des consequences des rugosites des surfaces et des heterogeneites d'indice responsables des pertes par diffusion, on a utilise la theorie de marcuse. On presente les resultats de quelques mesures concernant l'attenuation pour differents modes te et tm sur des guides constitues par des couches de ta#2o#5. La confrontation de la theorie avec l'experience est mise en uvre pour determiner le coefficient d'extinction et les pertes par diffusion de chacun des echantillons etudies. Souvent pour realiser des couches de performances optimales, on est amene a leur faire subir un recuit apres le depot. En effectuant des mesures photothermiques avant et apres recuit (de l'ordre de 'aa#o pendant 24 heures), on apporte les techniques de caracterisation necessaires pour etudier les modifications de structure qui sont ainsi creees par recuit. Ceci doit permettre de definir les conditions du traitement thermique qui conduit aux meilleures performances

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Abel-Tiberini, Laëtitia. "Filtres interférentiels à propriétés optiques spatialement maitrisées." Aix-Marseille 3, 2005. http://www.theses.fr/2005AIX30037.

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Abstract:

Les propriétés optiques des empilements multicouches dépendent de l'épaisseur de chaque couche. Les techniques de dépôt donnent toutes une répartition naturelle de l'épaisseur non uniforme qu'il convient de maîtriser pour garantir l'uniformité ou au contraire moduler spatialement les propriétés optiques. Cette maîtrise impose le développement de deux outils qui sont, d'une part, la modélisation de l'épaisseur déposée, et d'autre part, un banc de caractérisation spatiale et spectrale des échantillons. Un ajustement du modèle sur la mesure de monocouche de chaque matériau permet d'optimiser les configurations de dépôt propres à chaque application. Nous montrons ainsi comment l'inclinaison du substrat permet d'accroître l'uniformité du dépôt. A l'opposé, nous présentons un mécanisme pour la réalisation par masquage des filtres variables à lignes d'iso-épaisseur rectilignes, le modèle permettant ici de définir le mouvement du masque
Optical properties of thin films depend on thickness of each layer. All coatings technologies result in a non uniform thickness distribution. This distribution must be controlled to ensure the uniformity or, on the other side, to spatially modulate optical properties. This requires the development of two tools. The first one is a model which describes the coated thickness distribution, as the second one is an optical set-up for spectrally and spatially resolved measurement of samples. A fit of this model on the measurement of a single layer of each material, allow us to optimise the configuration of the coating chambers for any kind of applications. In this way, we demonstrate how the tilt of the substrate allows us to improve the uniformity. On the contrary, we propose a mechanism to perform a straight iso-thickness lines variable filter by the mean of a mask. In this last case, the model allows us to define the mask translation law

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Koperski, Maciej. "Propriétés optiques des couches minces de dichalcogénures de métaux de transition." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAY019/document.

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Abstract:

L’étude intitulée « optical properties of thin layers of transition metal dichalcogenides » vise les phénomènes physiques émergeant à la limite de la bidimensionnalité, lorsque l’épaisseur du composé ciblé est à l’échelle atomique. Les effets de la dimensionnalité réduite sur les propriétés physiques furent initialement explorés dans le graphène. Les études concernant ce composé se concentrent surtout sur ses propriétés de transport puisque le graphène lui-même n’a pas bande interdite. Les sc-TMD, en plus de présenter une structure atomique et électronique similaire au graphène (vallée aux points K dans la zone de Brillouin), peuvent également être produit sous forme de couche monoatomique. Ainsi, plusieurs études révélèrent que ces composés en couche mince combinent des propriétés découlant de leur caractère 2D en plus des caractéristiques typiques des semi-conducteurs. De plus, la dimensionnalité de ces composés joue un rôle important dans la structure électronique. Plus précisément, les sc-TMD présentent dans le régime tridimensionnel un gap indirect qui devient direct lorsque les composés sont sous la forme d’une monocouche. Cette thèse est une étude complète des propriétés optiques des composés sc-TMD. Le manuscrit en question est divisé en cinq parties : trois sections principales précédées par une introduction. L’ensemble est complété par une annexe présentant des études complémentaires sur un autre composé 2D : le nitrure de bore hexagonal (h-BN).Introduction :Les propriétés fondamentales des composés étudiés sont présentées en mettant l’accent sur celles qui jouent un rôle important dans la réponse optique de sc-TMD. Plus précisément, on y retrouve des informations sur la structure cristalline et la structure de bandes électroniques. Cette section détaille également le processus de préparation des échantillons ainsi que les divers montages expérimentaux utilisés.Chapitre 1 : caractérisation optique de base des excitons en résonance dans les couches et les multicouches de sc-TMD.La réponse optique des composés (surtout le MoSe2 et le WSe2) obtenue par spectroscopie de réflexion et par spectroscopie d’émission est interprétée. En particulier, l’impact du nombre de monocouches et de la température sur celle-ci est discuté. De plus, une étude complémentaire de ces propriétés optiques résolue temporellement y est insérée.Chapitre 2 : Spectroscopie Zeeman des excitons résonants sous champ magnétique.L’évolution des résonances optiques en fonction d’un champ magnétique appliqué perpendiculairement aux couches est l’objet de cette section. Un modèle phénoménologique décrivant la dépendance en champs magnétique de l’énergie des états électroniques est dérivé directement des résultats expérimentaux présentés dans cette section. L’effet de pompage optique est également étudié dans la monocouche de WSe2, effet qui est très sensible aux champs magnétiques.Chapitre 3 : Émetteurs de photons uniques dans les couches minces de sc-TMD.La découverte de raies d’émission fines et localisées sur de minces cristallites de sc-TMD est présentée, suivie d’une étude approfondie sur leur nature et leurs propriétés. Entre autres, leur évolution en fonction de la température, leur sensibilité aux champs magnétiques appliqués et leur polarisation sont discutées. Finalement, la spectroscopie de corrélation de photon est utilisée pour vérifier le caractère « source de photon unique » de ces émetteurs.Annexe A : Émetteurs de photons uniques dans le nitrure de bore hexagonal.Le h-BN partage de nombreuses caractéristiques avec les sc-TMD tout en se distinguant de ceux-ci par la présence d’un gap électronique significativement plus grand. Certaines régions cristallines se comportent comme des défauts ponctuels, dans les matériaux caractérisés par leur large gap, en présentant des raies d’émission fines. Ces régions partagent une similarité frappante avec les émetteurs de photons uniques observés dans le WSe2
The research reported in the thesis entitled ‘Optical properties of thin layers of transition metal dichalcogenides’ focuses on physical phenomena which emerge in the limit of two-dimensional (2D) miniaturisation when the thickness of fabricated films reaches an atomic scale. The importance of such man-made structures has been revealed by the dynamic research on graphene: a single atomic plane of carbon atoms arranged in honeycomb lattice. Graphene is intrinsically gapless and therefore mainly explored with respect to its electric properties. The investigation of semiconducting materials which can also display the hexagonal crustal structure and which can be thinned down to individual layers, bridges the concepts characteristic of graphene-like systems (K-valley physics) with more conventional properties of semiconductors. This has been indeed demonstrated in a number of recent studies of ultra-thin films of semiconducting transition metal dichalcogenides (sc-TMD). Particularly appealing, from the point of view of optical studies, is a transformation of the bandgap alignment of sc-TMD films, from the indirect bandgap bulk crystals to the direct bandgap system in single layers. The presented thesis work provides a comprehensive optical characterisation of thin structures of sc-TMD crystals. The manuscript is divided into five parts: three main chapters with a preceding introduction and the appendix reporting the supplementary studies of another layered material: hexagonal boron nitride.Introduction. The fundamental properties of the investigated crystals are presented, especially those which are important from the point of view of optical studies. The discussion includes information on the crystal structure, Brillouin zone and electronic band structure. Also, the general description of the samples’ preparation process and experimental set-up is provided.Chapter 1. Basic optical characterisation of excitonic resonances in mono- and multi-layers of sc-TMDs. The optical response, as seen in the reflectance and luminescence spectra of thin sc-TMDs is analysed (mostly for MoSe2 and WSe2 materials). The impact of the number of layers and temperature on the optical resonances is studied and interpreted in details. The complementary time-resolved study is also presented.Chapter 2. Zeeman spectroscopy of excitonic resonances in magnetic fields. The evolution of the optical resonances in an external magnetic field, applied perpendicularly to the layers of sc-TMD materials is investigated. Based on these results, a phenomenological model is developed aiming to describe the linear with magnetic field contributions to the energy of individual electronic states in fundamental sub-bands of sc-TMD monolayers. Furthermore, the effects of optical pumping are investigated in WSe2 monolayers, which can be tuned by tiny magnetic fields.Chapter 3. Single photon sources in thin sc-TMD flakes. The discovery of localised narrow lines emitting centres has been in thin sc-TMD flakes is presented. An investigation of their fundamental properties is discussed. This includes the measurements of temperature and magnetic field evolution of the photoluminescence lines, and the analysis of the polarisation properties and the excitation spectra as well as photon correlation measurements.Appendix A. Single photon emitters in boron nitride crystals. Hexagonal boron nitride also belongs to the family of layered materials, but it exhibits much larger band gap than semiconducting transition metal dichalcogenides. A narrow lines emitting centres has been observed in boron nitride structures, which reveal multiple similarities to defect centres in wide gap materials. They are characterised in a similar manner as the emitting centres in WSe2

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Demange, Valérie. "Seléction, élaboration et caractérisation d'alliages et de couches minces approximants Al-Cr-Fe." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2001. http://www.theses.fr/2001INPL568N.

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Abstract:

Nous avons étudié le système ternaire Al-Cr-Fe en élaborant des alliages massifs sur un grand domaine de composition. La caractérisation de ces alliages a été réalisée par diffraction des rayons X, analyse thermique différentielle et microscopie électronique à transmission. Nous avons déterminé une zone d'existence sur le diagramme de phase de plusieurs nouvelles phases orthorhombiques et monocliniques approximantes de phase décagonale qui peuvent coexister avec une ou plusieurs phases [gamma]-laiton. Ces dernières montrent des liens structuraux forts avec les phases approximantes. L'étude des propriétés optiques de ces alliages met en évidence un comportement très différent de celui des métaux que nous avons interprété en nous basant sur les caractéristiques structurales des phases en présence. Ces alliages présentent des propriétés de résistance à l'oxydation intéressantes. Cette étude a donc été complétée par l'élaboration et la caractérisation de couches minces approximantes du système AI-Cr-Fe déposées en phase vapeur. En particulier, nous avons observé la formation d'une surstructure de phase [gamma]-laiton qui présente des caractéristiques structurales proches de celles des phases approximantes. Les propriétés optiques des couches minces ont été étudiées par ellipsométrie dans le domaine du visible. Ces propriétés ainsi que les propriétés de mouillage sont comparables à celles des alliages massifs.

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Mistrik, Jan. "Etudes des propriétés physiques par spectroscopie magnéto-optique de couches minces d'oxydes magnétiques préparé par dépôt laser pulsé." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2002. http://www.theses.fr/2002VERS0024.

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Abstract:

Ce travail porte sur l'étude par spectroscopie magnéto-optique de monocouches et de multicouches d'oxydes magnétiques préparées par dépôt laser pulsé. Le ferrite du nickel sous forme de monocouches a été choisi comme système modèle pour séparer les contibutions respectives de la propagation de la lumière dans la couche et de la réflexion superficielle, dans la réponse magnéto-optique. Les indices optiques et les constantes magnéto-optiques nécessaires pour les modélisations théoriques ont été déterminés à partir des mesures ellipsométriques sur un monocristal massif deferrite du nickel. Les deux contributions (de propagation et de réflexion) dans les spectres magnéto-optiques montrent la sélectivité en profondeur, de cette technique non destructive, ce qui a été vérifié aussi dans le cas des monocouches de grenat d'yttrium et d'orthoferrite de samarium. Dans le cas d'orthoferrite de samarium on a étudié l'influence conjurée de deux des paramètres de dépôt à savoir la température du substrat (Ts) et la fluence de laser : les monocouches d'orthoferrite de samarium se forment pour des températures du substrat élevées (Ts≥760°C). , mais on peur diminuer légèrement cette température critique en augmentant le fluence du laser. . .

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Ninova, Kuznetsova Iva. "Elaboration par procédé sol-gel de couches minces de TiO2 nanostructuré- Caractérisations structurale et optique." Paris 13, 2007. http://www.theses.fr/2007PA132002.

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Abstract:

Ce travail a été consacré à l'élaboration, par procédé sol-gel de couches minces de TiO2 nanostructuré et leurs caractérisations. Deux approches ont été employées : procédé sans additifs et procédé avec additifs modificateurs du précurseur de titane. La première approche a porté sur l'élaboration à partir de sols à base d'isopropoxyde de titane/alcool/eau/acide. L'étude a montré que les couches minces (30-210 nm) sont transparentes (90%) et d'indice de réfraction optimal (n=2) pour leur application comme couches antireflet. La deuxième approche a concerné l'élaboration à partir de systèmes : précurseur de titane/alcool/additif/eau. Les additifs utilisée sont des complexants : acétyleacétone, diéthanolamine, acide oxalique ou citrique, et des polymères : diéthylaminoéthyl cellulose, polyéthylène glycol, et des surfactants. Différentes phases cristallines de TiO2 ont été obtenues : anastase, TiO2(B), rarement observé et brookite avec une orientation préférentielle. Ce travail a bien montré l'influence des paramètres de synthèse sur la structure, la morphologie et les propriétés optiques ainsi qu'électriques des couches minces de TiO2
This work is devoted to the elaboration and characterization of thin nanometric TiO2 films by sol-gel process. Two approaches in preparation of sols have been realized : without additives abd with additives, that modify the titanium dioxyde precursor. The first approach is realized using titanium isopropoxyde (TTIP) as precursor in alcoholic solution with water and acid. The coresponding films(30-210 nm) are deposited by spin-coating and treated at 350-550 °C. They show high transparency in the visible (90%) and refraction index 2 suitable for antireflective application. The second approach is realized using two precursor, TiCl4 and TTIP, in alcoholic solutions with water and acid. Complexing agent 'diethylaminoethyl cellulose, polyethylene glycol, oxalic or citric acids), polymers(diethylaminoethyl cellulose and polyethylene glycol) and surfactants were used as additives. Thin films of different polymorphs were realized : anatase, rarely observed TiO2(B), preferentially oriented brookite. This work shows an influence of synthesis parameters of sol-gel derived TiO2 thin films on crystalline structure, morphology, and useful properties (optical, electrical)

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Tajani, Antonella. "Propriétés structurales, électroniques et optiques des couches minces de diamant dopées n." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2003. http://www.theses.fr/2003GRE10059.

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Soltani, Lakhdar. "Contribution à l'étude des propriétés optiques et photoélectriques des couches métalliques granulaires d'argent." Dijon, 1986. http://www.theses.fr/1986DIJOS052.

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Abstract:

Etude réalisée sur des couches très minces d'argent, "lisses" ou à rugosité contrôlée. Quatre techniques différentes d'étude sont mises en oeuvre : les techniques photoélectriques, spectrophotométriques, microscopiques (mesure par microscopie électronique à balayage de la répartition statistique des particules d'argent constituant la couche) et photoacoustiques.

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Sakami, Driss. "Contribution à l'étude des propriétés thermiques des couches minces métalliques : effets de la microstructure." Nantes, 2001. http://www.theses.fr/2001NANT2087.

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Abstract:

Les couches minces sont largement utilisées dans divers domaines tels que l'électronique de puissance, l'automobile, l'aérospatial,. . . Une couche mince est un film solide d'épaisseur pouvant varier de quelques monocouches atomiques à quelques microns déposés sur un substrat. Une couche mince possède des propriétés thermiques très spécifiques, en raison d'effets d'échelle liés à la structure et à la microstructure du matériau. Les structures de ces couches peuvent varier très largement en jouant sur les conditions d'élaboration, permettant ainsi la conception et la réalisation de couches à propriétés uniques.

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Alnjiman, Fahad. "ZnSnN2 thin films for photovoltaic applications." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0296/document.

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Abstract:

Des films de nitrure de zinc et d’étain (ZnSnN2) ont été élaborés par co-pulvérisation magnétron réactive à des températures proches de l’ambiante. La composition chimique des revêtements a été optimisée en ajustant les paramètres de dépôt comme la tension appliquée aux cibles métalliques, la pression de travail et la composition du gaz plasmagène. Dans les conditions optimisées, les films sont fortement cristallisés sur les différents types de substrats testés. Une étude approfondie sur la structure des films a été entreprise par microscopie électronique en transmission. Nous avons ainsi pu montrer que nos films de ZnSnN2 cristallisent dans le système hexagonal. Toutefois, cette structure diffère de celles présentées dans la littérature pour le nitrure de zinc et d’étain. Des études sur l’environnement chimique des éléments constitutifs des revêtements ont également été menées par spectrométrie Mössbauer et par photoémission X. Elles montrent que l’étain est présent dans nos films sous forme de Sn4+ en configuration tétraédrique. Nous avons également pu montrer que l’oxygène présent dans nos films est principalement localisé dans les zones inter-colonnaires. Enfin, les propriétés optiques et électriques de nos films ont été estimées en fonction de leur composition chimique. L’ensemble des résultats obtenus durant ce travail démontre la pertinence de ZnSnN2 pour des applications futures en tant que couche absorbante dans les cellules photovoltaïques
Zinc tin nitride (ZnSnN2) thin films have been deposited by reactive magnetron co-sputtering at room temperature. The stoichiometry of the films has been controlled by optimizing the deposition conditions such as the voltage applied to the metallic targets, the deposition pressure and the composition of the gas mixture. By using the optimized parameters, the deposited films are highly crystallized on the different used substrates. A special attention has been devoted to the determination of the film structure. Among the various structures reported in the literature, we have shown by transmission electron microscopy that the films crystallised in a hexagonal structure. Nevertheless, the structure of our films does not fit with that reported in the literature for the hexagonal ZnSnN2 material. In addition to this structural study, we have performed fine characterization using conversion electron Mossbauer spectrometry and X-ray photoemission spectroscopy. Both methods show that the optimized films contain Sn4+ ions in tetrahedral configuration. Nevertheless, oxygen contamination at the column boundaries has been evidenced. The electrical and optical properties of the films have been determined has a function of the film composition. The results obtained in this PhD work clearly evidence that ZnSnN2 is a suitable material for photovoltaic applications

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Juodkazis, Saulius. "Propriétés structurales et optiques des couches minces guidantes dopées par des nanocristaux de CdS." Lyon 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LYO10272.

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Abstract:

Le travail presente concerne l'elaboration, la caracterisation et une contribution a l'etude des proprietes optiques nonlineaires de matrices de (si#0#. #2ti#0#. #8)o#2 obtenues a partir d'une methode sol-gel et dopees par des nanocristaux semiconducteurs de cds. La technique de dopage utilisee consiste a incorporer un sel de cadmium dans le sol precurseur et a faire precipiter les nanocristaux par un traitement thermique sous h#2s. Une concentration tres elevee de cdo, jusqu'a 90% en poids, est obtenue. Les echantillons sont elabores sous forme de films minces sur du verre ou du pyrex par une technique de trempage. L'analyse des micrographies de microscopie electronique en haute resolution montre l'existence de nanoparticules de cds de structure hexagonale dans une matrice qui reste amorphe pour tous les dopages jusqu'a 90%. Les films obtenus presentent des indices eleves (1,9) dus a l'oxyde de titane qui rentre dans leur composition et sont optiquement guidants. L'indice de refraction et l'epaisseur des films sont mesures par spectroscopie de lignes noires. La porosite des films (30%) est evaluee par une simulation numerique de l'indice de refraction des films dopes, couplee a la determination geometrique de l'epaisseur par un profilometre et a des mesures de retrodiffusion rutherford de particules alpha. La possibilite de reproduire par pressage un reseau de diffraction sur la couche externe d'un film guidant de faible attenuation ( 1 db/cm) est utilisee pour creer des coupleurs efficaces pour l'injection ou la detection des modes guides. Cette technique est utilisee dans une mesure de la repopulation des niveaux de pieges profonds dans les nanocristaux en matrice (si#0#. #2ti#0#. #8)o#2 dans une configuration de test-pompe. Le faisceau test est le mode guide et couvre une region spectrale ( 700 nm) qui correspond a la position des pieges profonds dans le cds. Le faisceau pompe utilise est le 3#i#e#m#e harmonique d'un laser ylf:nd a 347 nm. Le temps de recombinaison non-lineaire sont discutes.

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Fang, Ming. "Physique de dépôt par plasma et propriétés optiques du silicium amorphe et microcristallin." Palaiseau, Ecole polytechnique, 1992. http://www.theses.fr/1992EPXX0006.

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Abstract:

Cette thèse est consacrée à l'étude des propriétés optiques et la physique de dépôt par plasma du silicium amorphe (a-si:h) et microcristallin (c-si) a l'utilisation des techniques optiques in situ et spectroscopiques (de proche infrarouge a ultraviolet). Nous avons développé la loi de dispersion diélectrique en tenant compte de la structure des bandes au lieu du modèle a deux niveaux (seul oscillateur) utilise habituellement. Nous avons montré qu'il n'y a pas de dépendance avec l'épaisseur de structure de bande de couche très mince du a-si:h (si l'épaisseur d>500a). L'étude en temps réel de la structure du c-si montre que la croissance de c-si se passe en trois périodes: la nucléation, la formation de rugosité de surface et la croissance inhomogène. La grande porosité trouvée dans ce matériau explique plusieurs observations non expliquée précédemment. Les résultats obtenus sur l'étude des interfaces du c-si avec divers substrats sont directement utilisables pour les applications pratiques. La physique de dépôt par plasma du silicium en couche mince soulevé des problèmes fondamentaux complexes. De plus il y a aussi des implications pratiques importantes pour l'industrie optoélectronique. Depuis 10 ans, on pense que c-si est dépose en condition d'équilibre chimique partiel. En vue de certaines difficultés, nous avons présente notre modèle gravure préférentielle de phase amorphe et l'avons prouvé avec une série d'expériences cruciales. Cette connaissance nous permet de mieux comprendre l'origine du désordre et de la formation de défauts.

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Viard, Jocelyn. "Caractérisations de couches minces d'oxynitrures de silicium élaborées par PECVD." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20034.

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Abstract:

Realise en collaboration avec la societe essilor, l'objectif de ces travaux etait l'etude des films d'oxynitrures de silicium realises par pecvd, en tant que constituants de couches antireflet sur des substrats de verres polymeres. Les films minces sont elabores a partir de sih#4, n#2o, nh#3. La puissance et la pression restent fixes, seule varie la composition de la phase gazeuse en gardant un debit total constant. Les diverses methodes utilisees (meb, xps-aes, reflectometrie des rayons x rasants, ftir, ellipsometrie, nanoindentation) ont permis de caracteriser ces films du point de vue physicochimique, optique et mecanique. Ils ont des caracteristiques proches de celles de la silice vitreuse pour les compositions de type sio#x:h. Par contre, les couches de type sin#y:h conduisent a une densite, un indice et une nanodurete plus faibles que les valeurs connues de si#3n#4 massif. Les oxynitrures de silicium possedent, quant a eux des caracteristiques intermediaires dont l'evolution n'est pas lineaire avec la composition. Les decompositions des bandes si2p en x. P. S. Et si-h en spectroscopie d'absorption infrarouge, montrent que les oxynitrures de silicium deposes peuvent etre decrits comme un melange homogene des liaisons correspondant mieux au modele des liaisons aleatoires plutot qu'a un melange de phases. D'autre part, la variation de l'indice en fonction du rapport n/(n+o) a ete modelisee, en faisant intervenir la composition et la densite par les relations de bruggeman et de clausius-mossoti. Ces couches ont permis de realiser un revetement antireflet bicouche possedant des caracteristiques proches de celles calculees

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Mollenhauer, Ralf. "Etude de la propagation guidée dans les multicouches optiques : mesures d'atténuation et localisation des pertes dans l'empilement." Aix-Marseille 3, 1994. http://www.theses.fr/1994AIX30013.

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Abstract:

Nous avons developpe un dispositif permettant de mesurer avec precision et rapidement les pertes a la propagation d'une onde guidee dans une structure multidielectrique. L'attenuation est evaluee en exploitant la lumiere decouplee par diffusion le long de la direction de propagation avec un systeme de traitement d'image. Notre montage est tres souple d'emploi et peut etre utilise avec differents lasers dans le visible et la proche infrarouge. Nous mesurons des pertes comprises entre quelques fractions de db/cm et environ 60 db/cm. La confrontation de nos previsions theoriques avec les resultats experimentaux, obtenus pour les deux etats de polarisation lineaire, montre que les pertes mesurees pour l'ensemble des modes guides dans une couche unique, deposee par ion plating sur un substrat peu rugueux, ne peuvent s'expliquer qu'en admettant l'existence de couches de passage absorbantes aux interfaces du guide. On separe ainsi les effets de surface et de volume. L'absorption de ces couches de passage depend fortement de la longueur d'onde. On montre pour la premiere fois l'interet de la synthese de formules d'empilement qui sont specialement adaptees pour localiser et chiffrer les pertes a l'interieur meme du systeme multicouche. Les empilements obtenus par ion plating presentent des couches de passage absorbantes aux interfaces de chacun des materiaux deposes

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Daran, Emmanuelle. "CaF2:Er épitaxié par jets moléculaires : propriétés optiques en relation avec les paramètres d'élaboration." Toulouse, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAT0005.

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Abstract:

Cette etude porte sur l'elaboration et la caracterisation optique de couches minces de caf#2 dopees erbium epitaxiees sur des substrats de caf#2. Les concepts theoriques de la spectroscopie des ions terres-rares et l'etude des sites cristallographiques de ces ions dans la matrice caf#2 sont tout d'abord exposes ; le systeme d'epitaxie par jets moleculaires, les conditions de croissance des fluorures, le banc de caracterisation optique sont ensuite decrits. Dans un deuxieme temps, les resultats experimentaux sont developpes. L'identification des sites de l'ion er#3#+ dans nos couches minces ainsi que leur evolution en fonction des parametres d'elaboration sont considerees. Par la suite, sont etudiees l'emission a 1. 54 m d'interet pour les telecommunications optiques et l'emission antistokes a 550 nm. L'interet est porte plus particulierement sur l'effet de la concentration, mettant en relief les avantages de la technique d'elaboration qui permet l'incorporation d'une concentration en ions optiquement actifs superieure d'un a deux ordres de grandeur a celle obtenue dans le materiau massif. Les applications ouvertes a ces materiaux epitaxies sont discutees a partir de leurs proprietes optiques et des possibilites offertes par leur technique d'elaboration, en particulier la realisation de multicouches actives guides d'onde pompees par des diodes lasers a semiconducteurs

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Maythaveekulchai, Nopparat. "Etude des coefficients thermoréfractifs et photoréfractifs de matériaux diélectriques en couches minces, par l'analyse du comportement des lignes de mode obtenues avec le coupleur à prisme." Aix-Marseille 3, 1991. http://www.theses.fr/1991AIX30077.

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Abstract:

La mesure des angles pour lesquels des lignes de mode (m-lines) apparaissent dans un faisceau reflechi sur la base d'un prisme couple a un guide permet de determiner differents parametres optogeometriques du guide. Une modelisation de ces lignes par un formalisme de type goos-hanchen montre qu'elles sont generalement composees d'une ligne noire suivie d'une ligne brillante. Ces calculs permettent, entre autres, de relier l'epaisseur du gap d'air a la largeur de la ligne noire. Dans le cas du couplage d'un faisceau laser de puissance, les constantes de propagation guidee peuvent etre perturbees. Le formalisme developpe pour tenir compte d'un effet non lineaire de type kerr optique, nous permet de modeliser l'evolution du profil des lignes de mode avec la puissance incidente. Parallelement, l'appareillage que nous avons developpe nous permet de mesurer ces evolutions. La confrontation du formalisme avec l'experience nous donne les moyens necessaires a la determination de l'indice non lineaire de nos materiaux dielectriques en couches minces. Les effets thermiques peuvent fausser cette analyse. Nous avons donc etudie les coefficients thermorefractifs de nos materiaux a partir des deplacements des lignes de mode associes a une elevation de temperature. On montre comment il est possible, dans la plupart des cas, de distinguer les effets non lineaires des effets thermiques. Les valeurs des indices non lineaires et des coefficients thermorefractifs trouves sont tres variables. Elles dependent du materiau considere et aussi de la technique utilisee pour le depot (evaporation-condensation classique, depot assiste par faisceau d'ions (i. A. D. ), depot d'ion plating)

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El-Yadouni, Abderrazzak. "Étude par optique guidée des propriétés optiques linéaires et non linéaires de couches minces de semi-conducteurs à grand gap." Metz, 2002. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2002/El_Yadouni.Abderrazak.SMZ0228.pdf.

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Abstract:

Les guides d'onde sous forme de couches minces déposées sur des substrats d'indice faible présentent l'avantage d'être compatible avec la technologie Si déjà existante, pour développer des composants optoélectroniques intégrés. C'est dans ce contexte que nous avons étudié les propriétés optiques des couches minces de semi-conducteurs à grand gap du type h-BN, nous avons utilisé principalement la spectroscopie des lignes noires. Dans le cas des couches minces de h-BN, nous avons étudié l'influence de la durée de dépot et de la puissance de plasma. En plus, pour obtenir des couches de h-BN bien orientées il faut utiliser des puissances de plasma faible (<500 W) ou élevées (>500 W). Ces résultats ont été confirmés par une étude en utilisant la spectroscopie IR.

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Ben, Yahia Sana. "Elaboration de couches minces de ZnO par procédé sol-gel pour applications optoélectroniques." Paris 13, 2006. http://www.theses.fr/2006PA132035.

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Abstract:

Ce travail concerne l’élaboration, par un procédé type sol-gel, de couches minces de ZnO et l’étude de leurs propriétés structurales et optiques. Les films sont déposés sur des substrats de verre, à partir d’une solution d’acétate de zinc dihydrate Zn(CH3COO)2. 2H2O dans l’éthanol. La monoéthanolamine (MEA) est ajoutée à la solution de dépôt pour assurer sa stabilité. Les films, transparents et lisses, ont été pré-traités à 300°C pendant 10 minutes après chaque étape de dépôt et traités, en final, à 550°C pendant 2h. Des films fortement orientés suivant le plan (002) sont obtenus. Le dépôt de la solution est principalement effectué par "spin-coating. La première partie de la thèse a été d’établir, de manière phénoménologique, le processus d’élaboration des films en fonction de la concentration des solutions mères, à la fois du point de vue du solvant mais aussi de l’agent complexant. La conclusion de cette partie a conduit à privilégier l’élaboration de films à partir de solutions mères avec des concentrations en sel précurseur de 0. 75M dans l’éthanol. D’autre part le meilleur compromis entre la stabilité de la solution mère et la cinétique de structuration des films sur leur substrat est donné par une concentration en monoéthanolamine (MEA), introduit avant reflux dans la solution, telle que le rapport molaire [MEA]/[Zn2+]=2. L’étude Raman de la solution de dépôt prouve que, dans ces conditions, les liaisons Zn-O se forment en premier lieu en solution et on admet que ces entités jouent le rôle de germes déclencheurs de la cristallisation lors du traitement des films. La seconde partie de la thèse porte sur la détermination des propriétés morphologiques des films et particulièrement les paramètres qui gouvernent la structure du film de ZnO au fur et à mesure de l’empilement des couches. Nous avons évalué en fonction de la concentration de la solution mère l’évolution de la morphologie des couches successives et la répercussion sur les propriétés optiques. Indépendamment de la première couche d’adhérence, essentiellement tributaire de l’interaction avec le substrat, les observations par MEB et les mesures de diffraction montrent qu’il existe, pour une concentration donnée, un nombre de couches critique à partir du quel le film devient dense et granulaire. De même, il existe une concentration critique de la solution mère au-dessous de la quelle la croissance des films ne s’amorce pas. Les résultats montrent que, pour la concentration de 0,75M, le nombre de couches critiques est de 3. En fait la concentration de la solution mère joue le rôle primordial, dans la mesure où c’est elle qui contrôle la viscosité du milieu lors de la cristallisation du film. En dessous de ces valeurs critiques les films sont amorphes et ne présentent pas de structure granulaire. Enfin, l’étude Raman révèle la présence de contraintes de compression au sein de la structure du film par comparaison avec une de poudre commerciale. Nos avons montré qu’avec ce procédé de synthèse, ont peut obtenir des couches minces homogènes, cristallisées, orientées préférentiellement selon l’axe c d’épaisseur 50nm environ par couche. L’épaisseur augmente linéairement avec le nombre de couches. Dans une troisième partie nous avons évalué l’effet d’un dopage avec des ions Al+++ sur les propriétés des films. Le principal effet observé est une granulométrie plus fine en surface pour des concentrations des solutions mères et de MEA identiques pour l’élaboration d’un film non dopé électrique. Ceci se traduit par une amélioration de l’homogénéité structurale des films. Les meilleures performances sont atteintes pour un dopage en Al+++ de 1%. Les caractéristiques de l’émission laser des films étudiés sont proches de celles mesurées sur des films obtenus par ablation laser. Le seuil d’émission stimulée des films sol-gel ~300-400 kW/cm² montre de bonnes perspectives d’utilisation de ces films dans des émetteurs bleus. Cependant, un déplacement de llaser avec la croissance de l’énergie du pompage optique présente un effet inattendu, jamais observé précédemment. On note que la mesure de l’efficacité optique LQY suit le même comportement que la fluorescence en fonction du nombre de couches déposées
ZnO films with preferred orientation along the (002) plane were successfully deposited by a sol-gel method using Zn(CH3COO)2·2H2O as starting material and inorganic precursor. A homogeneous and stable solution was prepared by dissolving the zinc acetate in a solution of ethanol and monoethanolamine. Thin films are obtained by spin-coating on glass or quartz substrates. ZnO films were obtained by preheating the spin-coated films at temperatures of 300°C for 10 min after each coating and postheating at temperatures of 550°C for 2 h. The as-deposited films are transformed into mono-oriented ZnO upon thermal treatment. The films consist of spongy particles aggregates with a uniform size and homogenous surface. The films aims to be used for optoelectronic devices. The first part of the thesis was to establish the process of films elaboration. The conclusion of this part led to privilege the elaboration of films from deposit solutions with 0. 75M as precursor concentrations in ethanol. On the other hand the best compromise between deposit solution stability and films growth kinetics is given by a concentration in monoethanolamine (MEA), introduced before reflux into the solution, having the molar rate [MEA]/[Zn2+] = 2. The study Raman of the deposit solution proves that, in these conditions, Zn-O bond forms first of all in solution and we can admit that these entities play the role of germs initiating the crystallization mechanisms during films annealing. The second part of the thesis concerns the determination of the films morphological properties and particularly the parameters which govern the structure of ZnO film according to the layers number. We estimate, according to the concentration of the deposit solution, the evolution of the successive layers morphology and the effect on optical properties. Observations by MEB and measures of diffraction show the existence, for a given concentration, of a critical layers number, after which film becomes dense and granular. Results show that, for the concentration 0,75M, the critical number of layers is 3. In fact the concentration of the deposit solution plays a crucial role, since it controls the viscosity of the gel during the crystallization of the film. Below these critical values, films are amorphous and do not present granular structure. Finally, Raman investigation reveals the presence of compression stress within the film structure. We showed that with this synthesis process, we can obtain homogeneous, crystallized thin films, c axis preferentially oriented and with a thickness of about 50nm by layer. Thickness has a linear increase versus layers number. In the third part, Al3+ doping effect was investigated. The main observed effect is a light decrease in particles size on films surface for concentrations of deposit solutions. This can be explained by an improvement of films homogeneity structure. The best performances are reached for the atomic doping rate 1 % Al 3+. The characteristics of the films laser emission are close to those measured on films obtained by ablation laser. The threshold of stimulated emission of ZnO films 300-400 kW/cm ² show the possible use of these films in blue emission devices. However, the llaser shift with the increase of the optical pumping energy, presents a very surprising effect, ever observed before. We note that the optical efficiency LQY has the same behaviour as the fluorescence versus to layers number

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Maure, Sophie. "Effets d'interface et de volume dans le processus des pertes optiques dans les structures planaires multicouches : application à la diffision piégée et aux cavités luminescentes." Aix-Marseille 3, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX30093.

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Abstract:

Nous etudions l'origine des pertes par diffusion lumineuse dans les empilements de couches minces a faibles pertes, obtenus par depot assiste par faisceau d'ions (iad) ou par plasma (ion plating). La technique du taux de polarisation angulaire de la lumiere diffuse permet de separer les effets d'interface des effets volumiques caracteristiques des proprietes intrinseques des materiaux en couches minces. La methode est testee et validee pour des niveaux de diffusion superieurs a 10#-#5 du flxu incident, puis etendue a de plus faibles niveaux. L'etude revele quelques anomalies et conduit a analyser en detail la diffusion due a la presence de defauts localises dans les empilements. A ces faibles niveaux, cette diffusion peut etre predominante. Afin de detecter un effet volumique supplementaire, nous etudions les resonances electromagnetiques dans les empilements dielectriques en reflexion totale. Les resultats experimentaux montrent un accroissement des pertes optiques (diffusion et absorption) a la resonance. L'ensemble de ces resultats est utilise pour determiner l'amplification reelle du champ electromagnetique dans l'empilement. On montre comment la diffusion induit la presence de m-lines secondaires. La derniere partie de ce travail est consacree a l'etude du bilan energetique dans une cavite planaire multicouche. Une theorie electromagnetique rigoureuse, ne faisant pas appel aux theories modales, est presentee. Elle permet le calcul du bilan energetique a l'aide d'un unique continuum et s'applique a des cavites transparentes ou dissipatives, comportant tous types de sources localisees aux interfaces ou dans le volume des couches. D'un point de vue electromagnetique, on montre que ce probleme est equivalent au probleme de la diffusion par des rugosites ou des inhomogeneites de volume. Ainsi, cette theorie est appliquee au cas de la diffusion piegee dans les empilements, resultant d'un couplage par rugosite et propagee par les modes guides. Les resultats montrent la predominance d'une absorption induite par rugosite

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Massaneda-Clares, Josep M. "Utilisation des techniques d'optique guidée pour les mesures d'indice et d'épaisseur de couches minces uniques ou prises dans un empilement." Aix-Marseille 3, 1997. http://www.theses.fr/1997AIX30082.

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Abstract:

On developpe un appareillage pour mesurer avec la meilleure precision les angles de couplage de la lumiere dans une structure guidante. La comparaison des resultats experimentaux avec ceux donnes par la theorie de la propagation des modes permet de determiner les constantes optiques du guide et nous decrivons la technique de calcul mise au point pour resoudre ce probleme. On exploite cette methode de caracterisation pour etudier des couches d'oxyde de tantale produites par les techniques de l'evaporation assistee par faisceau d'ions (iad) et de l'evaporation assistee par plasma (ip). On atteint une precision de l'ordre du millieme sur les mesures d'indice et du nanometre sur l'epaisseur, ce qui nous permet d'etudier la repetabilite de production des couches. La sensibilite des mesures est suffisante pour montrer une birefringence d'indice entre les polarisations te et tm dans ces couches. Lorsque la structure guidante est un empilement de couches et non une couche isolee, il est beaucoup plus difficile de determiner les caracteristiques du guide sans ambiguite. On arrive neanmoins a une precision du millieme sur les couches d'indice eleve mais la limite de l'accord entre l'experience et le calcul amene des incertitudes de plusieurs milliemes sur les couches de bas indice. La precision est essentiellement limitee par le fait que les couches n'ont pas un comportement strictement conforme a celui qu'on leur attribue dans les calculs avec le modele de la couche parfaite. On cherche les moyens de perfectionner la caracterisation en tenant compte de la distribution de chacun des modes dans la structure.

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Badoil, Bruno. "Contrôle spectrophotométrique large bande de filtres interférentiels en cours de dépôt." Aix-Marseille 3, 2007. http://www.theses.fr/2007AIX30047.

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Abstract:

Les performances d’un filtre optique interférentiel sont directement liées à la qualité du contrôle optique implanté sur la machine de dépôt. Actuellement, les contrôles spectrophotométriques large bande se développent de plus en plus du fait de l’amélioration des détecteurs matriciels. Le système optique développé durant ce travail de thèse présente la particularité de mesurer simultanément les profils spectraux en transmission et en réflexion de l’échantillon traité en rotation au cours du dépôt, ceci sur une plage spectrale située entre 400 et 1000 nm. Un tel système couplé à un logiciel d’optimisation permet de compenser les éventuelles erreurs de dépôt en modifiant après la réalisation de chaque couche les épaisseurs de celles restant à déposer. Il permet également une caractérisation in situ des indices et épaisseurs de matériaux diélectriques ou absorbants
Broadband optical monitoring for thin-film filter manufacturing is more and more developed thanks to better performances of spectrometers with array detectors. With our broadband system developed during this thesis work, we have two monitoring channels, a transmittance and a reflectance one. The two spectral responses are recorded simultaneously at each turn of the substrate holder over an extended spectral range [400 nm ; 1000 nm]. The use of such an optical measurement system enables a real time re-engineering process of reoptimizing the coating design after each layer. In situ determination of the real and imaginary parts of refractive indexes are possible too. Index characterization and manufacturing results are shown in this work

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Leroy, Floriane. "Etude des propriétés électro-optiques des couches minces de Ba1-xSrxTiO3 pour la modulation optique." Phd thesis, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00749716.

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Abstract:

Le développement de nouveaux matériaux est essentiel dans la réalisation de capteurs de petites dimensions et pour les composants micro-nano-optoélectroniques. Les matériaux à base d'oxydes en sont de bons candidats. Ce travail de thèse a concerné la synthèse de matériaux ferroélectriques tels le BaTiO3 (BTO) et le Ba1-xSrxTiO3 (BST), associés à des électrodes inférieures et supérieures en oxyde d'indium-d'étain (ITO), tous déposés par pulvérisation cathodique RF (radio fréquence). Nous nous sommes concentrés sur la relation existante entre les propriétés optiques et électro-optiques de guide d'ondes et l'orientation cristalline, la couche d'interface ainsi que la nature du substrat. Après la caractérisation des propriétés structurales, nous avons évalué les propriétés optiques de ces matériaux par la technique du couplage par prisme pour une gamme de longueurs d'ondes de l'UV au proche IR. Les résultats ont montré un bon confinement de la lumière dans le film, avec des pertes planaires de propagation optique de l'ordre de 3 dB/cm aux longueurs d'onde télécoms, résultats à l'état de l'art pour ces matériaux.Cette méthode de couplage optique a permis de mettre en évidence les propriétés électro-optiques du BTO et du BST dans cette même gamme de longueurs d'onde et pour les deux polarisations optiques, à partir de la variation des spectres de réflectivité. Si le BTO a montré un coefficient r33 de 23 pm/V aux longueurs d'onde télécoms, nous avons mesuré autour de 19 pm/V pour le BST(70/30).

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Ndjaka, Jean-Marie Bienvenu. "Propriétés magnétiques et magnéto-optiques de couches minces et multicouches d'alliages amorphes terre rare-cobalt." Grenoble 1, 1990. http://www.theses.fr/1990GRE10031.

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Abstract:

La decroissance du moment magnetique du metal de transition en fonction du pourcentage de terre rare alliee, est discutee dans les alliages amorphes terre rare (r)-metal de transition (m) selon un modele simple du a friedel, ou le nombre total d'electrons d est le seul parametre important. Les mesures d'aimantation sur les systemes yco et laco revelent l'existence d'une certaine anisotropie perpendiculaire au plan des couches. Un dispositif de caracterisation magneto-optique utilisant l'effet kerr transverse a ete developpe. Il utilise une methode differentielle originale qui permet d'obtenir une grande sensibilite. Le signal magneto-optique mesure sur les alliages amorphes yco, laco et yni est en premiere approximation proportionnel au moment du metal de transition. Les proprietes magnetiques originales de systemes sandwiches yco/rco/yco et rco/yco/rco sont decrites. Pour r=gd, la direction de l'aimantation alterne d'une couche a l'autre; l'arrangement des moments est de type ferrimagnetique a l'echelle macroscopique. Sous l'effet d'un champ applique, l'aimantation de la couche centrale, initialement antiparallele au champ, se retourne et une paroi se forme alors a l'interface entre deux couches. L'energie de paroi et la constante d'echange a ont ete evaluees a partir de l'analyse quantitative des mesures. Pour r=nd, les systemes sandwiches sont formes d'alliages ferromagnetiques dont les coercitivites different. Les retournements de l'aimantation des differentes couches ne se produisent pas sous le meme champ.

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Boffoue, Moro Olivier. "Élaboration par ablation laser de couches minces de Bi et de PbTe : caractérisation microstructurale et propriétés de transport." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1999. http://www.theses.fr/1999INPL068N.

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Abstract:

Les couches minces et les structures à puits quantiques multiples à base de Bi et de Pb Te peuvent être particulièrement intéressantes en thermoélectricité. La qualité des couches synthétisées est d'une importance primordiale pour aboutir à une amélioration des performances thermoélectriques. Nous avons mis à profit les avantages de l'ablation laser (connue sous l'acronyme PLD) pour déposer les couches minces. Dans le cas du Bi, nous avons fait varier bon nombre de paramètres expérimentaux (milieu ambiant, température et durée de déposition, balayage du faisceau laser sur la cible, nature du substrat) afin d'optimiser les conditions de dépôt et de palier aux inconvénients de l'ablation laser (inhomogénéité en épaisseur, dépôt de gouttelettes). La qualité des films a été mise en évidence grâce à une étude microstructurale des films (AFM, DRX, TEM, MEB). Nous avons aussi montré l'influence de la nature du substrat (amorphe ou orienté) sur la croissance des films. Les conditions optimales de dépôt ont ensuite été appliquées pour la synthèse des films de PbTe. Dans ce cas, un effort particulier a été apporté à l'étude du transfert de stoechiométrie de la cible vers le substrat. Celui-ci dépend principalement de la température de déposition et de la densité d'énergie du faisceau laser par unité de surface. Les propriétés de transport (résistivité électrique, coefficient de Hall, pouvoir thermoélectrique) ont été mesurées entre 80 et 380 K sur des films de différentes épaisseurs (25 - 450 nm). L'analyse des résultats des mesures reste essentiellement qualitative, en corrélation avec la microstructure des couches synthétisées. Les dépendances en température des coefficients de transport des couches montrent une différence marquée par rapport à celles obtenues avec des matériaux massifs.

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Fourmental, Cynthia. "Etude structurale d'interfaces organiques/métalliques avec propriétés magnétiques." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2018. http://www.theses.fr/2018USPCC112/document.

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Abstract:

Cette thèse a pour but d’étudier la structure à l’échelle nanométrique et micrométrique de matériaux d’intérêt pour la spintronique organique, en se focalisant notamment sur deux aspects cruciaux pour la qualité des dispositifs : les interfaces molécules/métaux et les couches organiques. Pour pouvoir confronter nos résultats aux prédictions théoriques, nous avons utilisé des monocristaux métalliques et effectué des dépôts de molécules sous ultravide, permettant la réalisation d’échantillons de grande qualité. Nous avons concentré notre étude sur deux systèmes, l’un à base de C60 et de Cobalt et l’autre à base de molécules à transition de spin et d’Or. Pour élucider la structure de nos échantillons, nous avons réalisé in situ des mesures de microscopie à effet tunnel et de diffusion des rayons X, deux techniques complémentaires permettant respectivement l’obtention d’informations locales et globales sur le système. Les résultats obtenus ont été comparés à des calculs ab initio réalisés sur ces mêmes systèmes. Concernant le dépôt de molécules de C60 sur un substrat Co(0001), nous avons notamment pu mettre en évidence que le recuit de l’échantillon entraîne une transition structurale de l’interface, avec la création de lacunes dans le substrat sous chaque molécule, formant ainsi un réseau périodique. La couche moléculaire non recuite exhibe en outre une grande cristallinité. Le dépôt de Cobalt sur ce cristal moléculaire entraîne une contraction de ce dernier, due à la diffusion des atomes de Cobalt dans les sites interstitiels. Enfin, concernant les molécules à transition de spin [FeII (HB (3,5-(CH3)2Pz)3)2] déposées sur Au(111), nous avons mis en évidence une relation d’épitaxie inattendue entre le réseau moléculaire et le substrat
The aim of this thesis is to study at micrometric scale and nanoscale the structure of materials of interest for organic spintronics, focusing in particular on two crucial aspects to obtain good devices quality: molecular/metal interfaces and organic layers. In order to compare our results with theoretical predictions, we have used metallic single crystals and molecular deposition under ultra-high vacuum, allowing the obtention of high quality samples. We focused our study on two systems, one based on C60 and Cobalt and the other based on spin crossover molecules and Gold.To elucidate the structure of our samples, we used scanning tunneling microscopy and X-ray scattering, two techniques that are complementary, one probing the local organization and the other the global otganization of the system. The results obtained were compared to ab initio calculations carried out on the same systems. Regarding the deposition of C60 molecules on a Co (0001) substrate, we have been able to demonstrate that the annealing of the sample leads to a structural transition of the interface, with the creation of Cobalt vacancies under each molecules, forming a periodic network. Before annealing, the molecular layer also exhibits high crystallinity. The Cobalt deposition on this molecular crystal causes a contraction of the lattice, due to Cobalt diffusion into interstitial sites. Finally, concerning the [FeII (HB (3,5- (CH3) 2Pz) 3) 2] spin-crossover complex deposited on Au (111), we have demonstrated an unexpected epitaxial relationship between the molecular lattice and the substrate

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Ali, Lyad. "Etude des propriétés de siliciures semiconducteurs en couches minces." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1996. http://www.theses.fr/1996GRE10142.

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Abstract:

Nous nous sommes interesses a l'elaboration et a l'etude de films minces de siliciures de fer ou de rhenium semiconducteurs sur un substrat de silicium monocristallin. Un certain nombre de caracterisations physico-chimiques, structurales et optiques ont ete effectuees pour s'assurer de la qualite, de la composition et de la nature semiconductrice des echantillons. Au moyen de mesures photoelectriques, nous avons etudie des phenomenes de photo-emission interne dans des heterojonctions siliciure-silicium. Cette etude a permis d'analyser les mecanismes de transport mis en jeu et de proposer des diagrammes de bandes pour quelques heterojonctions siliciure-silicium. Nous avons essaye d'optimiser les conditions d'elaboration de facon a diminuer le dopage residuel et a augmenter la mobilite des porteurs. Nous avons obtenu des siliciures en couches minces sur silicium dont les caracteristiques sont a la hauteur de celles des meilleurs monocristaux, eux-memes assez rares et generalement de dimensions millimetriques

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Martegoutte, Julien. "Corrélation entre les procédés de fabrication, les propriétés microstructurales et les propriétés mécaniques de couches minces métalliques pour applications microsystèmes." Phd thesis, INSA de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00770667.

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L'agence spatiale européenne et le CNES étudient la possibilité d'envoyer des microsystèmes dans l'espace, en particulier pour le gain de masse qu'ils représentent. Afin d'améliorer la fiabilité des composants en couches minces dans le temps et leurs performances, il est nécessaire de connaitre leurs propriétés mécaniques. Plusieurs techniques de caractérisation existent, en particulier la nanoindentation qui sollicite les couches minces directement sur substrat. Mais les résultats peuvent être largement influencés par le substrat dans le cas des couches microniques. Les méthodes de traction uniaxiale (CNES) et du gonflement de membranes autoportantes (INL) permettent de s'affranchir des effets du substrat, mais la fabrication de telles structures est complexe et nécessite bon nombre d'étapes technologiques pour retirer le substrat en face arrière. L'objectif de cette thèse est de comprendre le lien qui existe entre les paramètres de fabrication de couches minces métalliques d'or et d'aluminium, leur microstructure, et leurs propriétés mécaniques à l'aide des outils présentés précédemment. Une perspective étant de mieux agir sur les procédés de fabrication afin d'améliorer la fiabilité des composants. Le premier chapitre présente les différentes techniques de dépôt, leur thermodynamique et cinétique, les types de microstructures rapportées dans la littérature, ainsi que la réalisation des structures de test. Le deuxième présente les caractérisations microstructurales, et la corrélation entre les paramètres de dépôt et les propriétés microstructurales est discutée. Le chapitre trois présente les caractérisations mécaniques des couches minces, sur substrat ou autoportantes, par les méthodes de nanoindentation en pointe Berkovich et sphérique, de microtraction et du gonflement de membrane. Le dernier chapitre est consacré aux relations entre les propriétés microstructurales et mécaniques des couches minces métalliques et à l'influence des traitements thermiques.

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Liu, Chang-Jun. "Étude des propriétés magnétiques de couches minces supraconductrices de YBa2Cu3O(7-x)." Grenoble 1, 1992. http://www.theses.fr/1992GRE10078.

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Abstract:

Nous avons etudie les proprietes magnetiques de couches minces supraconductrices de yba#2cu#3o#7##x, texturees ou epitaxiales, deposees sur des substrats monocristallins de srtio#3, zro#2, laalo#3 et mgo. La susceptibilite initiale, les courbes de premiere aimantation et les cycles d'hysteresis ont ete mesures aux temperatures comprises entre 10 et 100 k en champ maximum de 6 t, perpendiculaire a la couche, au moyen d'un magnetometre a echantillon vibrant. Les courants critiques j#c, evalues par la formule de bean, varient entre 10#8 et 10#1#1 a/#2, selon la qualite cristalline des echantillons. La susceptibilite initiale est interpretee en tenant compte des corrections de champ demagnetisant. L'etude de l'aimantation remanente m#r en fonction du champ maximum applique b#0#m, donne des informations sur les processus de penetration du flux et sur la granularite des couches. Dans les couches epitaxiales, m#r est approximativement proportionnel a (b#0#m)#2, en accord avec le modele de bean de l'etat critique. La variation thermique de l'aimantation remanente, attribuee au mecanisme de flux creep, correspond a une energie d'ancrage d'environ 75 mev. La force d'ancrage f#p obtenue au voisinage de la temperature critique t#c, a partir des cycles d'hysteresis est decrite par la formule de kramer: f#p=kb#p(1b)#q avec bb#0/b#i#r#r* ou b#0 et b#i#r#r* sont respectivement le champ applique et le champ d'irreversibilite. Les exposants p et q augmentent rapidement avec la temperature lorsque t tend vers t#c. La ligne d'irreversibilite est de la forme b#i#r#r(1t/t#c)#n, ou n est compris entre 1,1 et 1,3. Pour des couches d'epaisseur d variant de 50 a 200 nm, j#c diminue et la ligne d'irreversibilite est deplacee vers les plus fortes valeurs de b lorsque d augmente. La diminution de j#c a ete attribuee a un ancrage par la surface. L'augmentation avec d de b#i#r#r*, qui suit approximativement une loi en 1/d, est associee a un effet de dimensionnalite lie a la longueur des vortex

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Carlberg, Miriam. "Modélisation, réalisations et caractérisations optiques de couches hétérogènes à nanoparticules." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0297.

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Abstract:

Les nanoparticules (NPs) de métaux nobles ont de nombreuses applications grâce à leurs propriétés optiques, chimiques et électriques extraordinaires. Les propriétés optiques résultent de plasmons localisés de surface, exaltant l’absorption et la diffusion de la lumière aux longueurs d’onde de résonance dans le domaine du visible. Les propriétés optiques, dépendantes de la taille et de la forme exacte de la NP, sont mises à profit dans l’objectif de créer un absorbant parfait en couche mince. Les applications de ces couches minces concernent, parmi d’autres, les photodétecteurs, le solaire thermique et les applications de furtivité.Les récents progrès accomplis dans le domaine des synthèses colloïdales de NPs nous permettent de synthétiser des nanosphères, nanocubes et nanoprismes d’Ag de différentes tailles. Ces NPs sont déposées aléatoirement dans une matrice hôte non-absorbante afin d’être caractérisées optiquement. Les résultats expérimentaux sont validés à l’aide de calculs numériques, permettant en outre de visualiser les phénomènes physiques à l’échelle de la NP.Cette thèse décrit les synthèses chimiques et les caractérisations optiques. Des mesures de spectroscopie ellipsométriques sont effectuées sur différentes couches minces. Un modèle optique simple, constitué d’une loi de Cauchy et d’une ou plusieurs lois de Gauss, est dérivé afin d’obtenir les indices optiques complexes de nos échantillons. La comparaison des coefficients d’extinction des différentes couches montre que les propriétés optiques de chaque NP sont additionnées en mélange et en empilement. Les calculs numériques relient ce résultat à la faible densité de nanoparticules en couche
Noble metal nanoparticles (NPs) have a broad range of applications thanks to their extraordinary optical, chemical and electrical properties. The optical properties are driven by their ability to support localized surface plasmon resonances, which induce enhanced absorption and scattering at their resonance wavelengths in the visible spectrum. These size and shape dependent optical properties are taken advantage of in the search for a thin film layer perfect absorber in the visible wavelength band. The application for such thin film layers with engineered optical properties ranges from photodetectors, over thermal solar cells to stealth applications.Recent progress in colloidal NP synthesis makes the chemical wet synthesis of silver nanospheres, nanocubes and nanoprisms of various sizes easily feasible. The different NPs are then randomly deposited in a transparent and non-absorbing host matrix for optical characterizations. Computer simulations validate the experimental results and allow a visualization of the phenomena occurring at the nanoparticle scale.This PhD thesis reports the chemical synthesis of the different nanoparticles and their optical characterizations. Spectroscopic ellipsometry measurements are performed on single shape NPs, blends and multilayer stacks. A simple diffusion model, composed of a single Cauchy law and one or several Gauss laws, is chosen to determine the complex optical indices. The comparison of the extinction coefficients of the different layers shows that the optical properties of each NP are simply added in the blend and multilayer samples. Computer simulations relate this to the low density of nanoparticles

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Tokumoto, Miriam Sanae. "Etude struturale des précurseurs, intermédiaires et colloi͏̈des dérivés de l'acétate de zinc et propriétés électriques, optiques et structurales des couches minces d'oxyde de zinc dopé au indium." Limoges, 2000. http://www.theses.fr/2000LIMO0037.

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Abstract:

Des couches minces de zno, transparentes a la lumiere visibles et reflectantes pour les radiations infra-rouges, ont ete mises au point par pyrosol (procede sol-gel). Le sol a ete obtenu a partir d'une solution ethanolic d'acetate de zinc sous reflux a 80\c pendant 3 heures. La dependance de la croissance et aggregation des particules du sol par rapport aux variables du procede sol-gel lui-meme (effet du catalyseur, de la temperature, de la concentration) a ete couplee a des caracterisations structurales par turbidimetrie, saxs et exafs. Le resultats montrent que des le debut de la reaction, des petits clusters (20a) se forment et s'aggregent pour donner naissance aux particules primaires et secondaires (60 a 100 a). L'etude structurale des poudres obtenues apres sechage des differents sols montre que quelle que soit la nature du catalyseur, les poudres sont constituees par une melange de differentes phases. Ceux derives de la catalyse basique sont sensibles au chargement de temperature : ils presentent la plus haute teneur en oxyde de zinc quand ils sont hydrolyses a 10\c, sont riches en hydroxyacetate de zinc pour les temperatures d'ordre de 40\c et presentent une proportion eleve d'acetate de zinc quand ils sont l'hydrolyses a 70\c. Par ailleurs, les solides derives de l'hydrolyse acide ne montrent pas de forte dependance vis a vis de la temperature du traitement isothermique et sont constitues en majorite par de l'acetate de zinc. Les proprietes electriques et optiques des couches minces de zno non dopes ou dopes par de l'indium ont ete etudiees. Ces mesures ont revele que tous les couches sont transparentes a la lumiere visible et qu'a la fois la concentration en indium dans le film (0,2 ; 1,3 et 2,5% atomique) et la

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Dissertations / Theses on the topic 'Couches minces métalliques – Propriétés optiques'

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