Academic literature on the topic 'EBIC en champ proche'

La microscopie de photoémission d’électrons constitue une technique non intrusive d’investigation du champ proche optique. Son domaine d’application actuel autorise une approche physique multidimensionnelle des phénomènes d’optique de champ proche aux échelles spatiale (nm), temporelle (fs) et spectrale (meV).

L’objet de l’étude concerne la mise en œuvre de techniques nouvelles de caractérisation électrique, l’EBIC en champ proche (EBIC = Electron Beam Induced Current) et la microscopie à force atomique à pointe conductrice (C-AFM), que nous avons appliquées à l’étude de nanostructures semiconductrices. Pour cela nous avons combiné un C-AFM développé au laboratoire à un microscope électronique à balayage à émission de champ permettant ainsi l’acquisition simultanée d’images topographiques et électriques sous différentes conditions de polarisation avec ou sans irradiation électronique. Nous avons montré que l’EBIC en champ proche peut atteindre une résolution de l’ordre de 20 nanomètres. En effet, en utilisant une pointe AFM conductrice pour récupérer le courant induit par le faisceau électronique, celle-ci formant une nanodiode Schottky avec le semiconducteur, la résolution est alors limitée par la taille du contact pointe-surface et non pas par le volume de génération comme dans le cas de l’EBIC classique. Nous avons notamment étudié en section transverse une jonction mince n-p+ avec une résolution inégalée jusqu’alors. Nous avons été capables d’identifier et localiser spatialement les trois régions de la jonction : la région dopée n, la zone de charge d’espace, la zone très mince p+ et de déterminer avec précision la largeur et le profil du dopage de cette dernière. Au niveau de la zone de charge d’espace, la jonction métallurgique et des défauts du type boucles de dislocations (EOR) provoquées par le traitement thermique d'activation ont pu être mis en évidence. De plus, la haute résolution latérale de l’EBIC en champ proche a été confirmée à travers la localisation de boîtes quantiques d’InAs/GaAs qui ont une dimension latérale de 20 nm. Enfin, l’application de ces différentes techniques (C-AFM et EBIC) aux boîtes quantiques InAs/InP et InAs/ GaAs et aux hétérojonctions de type III-V nous a permis d’effectuer la caractérisation structurale et électrique de boîtes quantiques individuelles et de mettre en évidence un effet d’écriture et d’effacement, avec effet mémoire temporaire pouvant durer plusieurs dizaines d’heures dans certains cas<br>The aim of our study concerns the development and the utilisation of new electrical characterisation techniques, the scanning near-field EBIC (Electron Beam Induced Current) microscopy and the conductive atomic force microscopy (C-AFM), that we have applied to the study of semiconducting nanostructures. For that purpose we have combined a home-made C-AFM with a scanning electron microscope equipped with a field emission gun, allowing the simultaneous acquisition of topographic and electric images, under different conditions of voltage bias, with or without electron irradiation. We have shown that the resolution of near-field EBIC is of the order of 20 nm. Indeed, by using a conductive AFM probe to measure the electron beam induced current, the probe forming a nano-Schottky diode with the semiconductor, the resolution is limited by the size of the AFM probe-surface contact and not by the electron-matter interaction volume as in the case of the classical EBIC technique. We have in particular performed a cross-sectional study of a shallow n-p+ junction with a not previously obtained resolution. We have been able to identify and spatially localise the three regions of the junction: the n-doped region, the depletion region, the shallow p+ -doped region and to precisely determine the width and the doping profile of this one. The position of the metallurgical junction has also been determined inside the depletion layer as well as defects (dislocation loops) due to the annealing activation process. In addition, the high resolution of near-field EBIC has been confirmed by localising InAs/GaAs quantum dots having dimensions of about 20 nm. Finally, the application of these different techniques (C-AFM and near-field EBIC) to InAs/InP and InAs/ GaAs quantum dots and to III-V heterostructures has allowed us to perform structural and electrical characterisations of isolated quantum dots and to evidence a writing-erasing effect as well as a temporary memory effect able to last several tens of hours in certain cases

Le travail rapporté dans ce mémoire concerne la caractérisation électrique de nanocristaux de germanium (nc-Ge) élaborés par démouillage sur une couche de dioxyde de silicium. L'étude est réalisée sous deux formes : <br />En premier lieu, des mesures courant – tension (I-V) et capacité (haute fréquence ; 1 MHz) – tension (C-V) ont été effectuées pour caractériser des nanocristaux recouverts par du silicium amorphe. Les résultats ont montré l'apparition du blocage de Coulomb à température ambiante dans des nc-Ge ayant le plus petit (~3.5 nm) diamètre. Les mesures I-V et C-V ont révélé le phénomène de piégeage dans les nanocristaux. Ce dernier est conditionné par leur taille et densité moyennes, dont les effets ont été séparés grâce aux mesures en température. En conséquence, la variation en température du nombre moyen d'électrons piégés par nanocristal a permis d'accéder à une énergie d'activation thermique qui s'est révélée être dépendante de la taille moyenne (ou du gap) du nanocristal.<br />En deuxième lieu, des caractérisations par microscopie à force atomique en mode conducteur ont été effectuées sur des échantillons contenant des nc-Ge non recouverts. Là aussi, le transport et le piégeage ont été abordés en mettant en évidence l'effet de la taille et la densité moyennes des nc-Ge. Des mesures EBIC (courant induit par faisceau d'électrons) en champ proche (NF-) ont aussi été menées pour cartographier l'activité électrique en surface des échantillons. Elles ont été suivies par des mesures de la longueur effective de diffusion des porteurs minoritaires en excès. Les résultats ont montré que ce paramètre est réduit par la présence de nc-Ge et par l'augmentation de leur densité

Les microscopes en champ proche micro-ondes sont des outils émergents pour la caractérisation des matériaux. Dans ce travail, une sonde de champ proche a été conçue, décrite et analysée en termes de performance et de résolution. Cette sonde a été associée à deux microscopes en champ proche micro-ondes. Le premier microscope est basé sur de la réflectométrie en intensité et a permis d'évaluer la qualité et la résolution latérale de la sonde. Cette résolution peut atteindre une dimension sub-longueur d'onde ouvrant la voie pour une caractérisation locale des matériaux. La seconde expérience présente la conception d'un banc de caractérisation des matériaux. Ce système met en œuvre un mélangeur I/Q afin d'extraire l'information en intensité et en phase de l'interaction en champ proche. Enfin, la dernière expérience concerne l'injection électromagnétique en champ proche d'un signal hors-bande sur un module de communication. L'ensemble des résultats montrent que l'expérience d'injection en champ proche a le potentiel pour devenir un outil de métrologie important pour l'étude de la susceptibilité<br>Microwave near-field microscopes are emerging tools for material characterization. In this work, a near-field probe was designed, described and analyzed in terms of performance and resolution. This probe has been associated with two microscopes in the near microwave field. The first microscope is based on intensity reflectometry and evaluated the quality and lateral resolution of the probe. This resolution can reach a subwavelength dimension, opening the way to local characterization of materials. The second experiment presents the design of a materials characterization bench. This system uses an I/Q mixer to extract information in intensity and phase of near-field interaction. Finally, the last experiment concerns electromagnetic injection in the near field of an out-of-band signal on a communication module. The overall results show that the near-field injection experiment has the potential to become an important metrology tool for susceptibility studies

Les données accumulées sur les mouvements du sol apportent des connaissances très importantes sur les processus de rupture des séismes, les caractéristiques du milieu de propagation, la relation entre le mouvement du sol et les dommages des structures... Cependant, les séismes de faible et moyenne amplitude étant plus fréquents que les grands événements sismiques, les bases de données de mouvements de sol utilisées dans le développement de modèles de prédiction du mouvement du sol ne contiennent pas beaucoup de données de forts séismes. Le point le plus critique concerne les stations proches de la rupture de la faille, pour lesquelles les bases de données restent mal échantillonnées. Les pays à sismicité modérée ou élevée pour lesquels des failles majeures peuvent se briser à proximité de ses grandes villes, sont donc confrontés à un risque sismique majeur, mais le manque d’enregistrements du mouvement ne permet pas une bonne prédiction des mouvements fort du sol. Il est donc nécessaire de simuler le mouvement fort en champ proche. Cette thèse est divisée en 2 parties. La partie 1 se concentre sur une meilleure compréhension de la rupture sismique et de son rapport avec le mouvement du sol proche de la faille. Les mécanismes de génération des valeurs de pics du mouvement du sol sont étudiés pour des ruptures homogènes et hétérogènes. Une analyse quantitative de sensibilité du mouvement du sol aux paramètres cinématiques de la rupture est présentée, pour des sites au voisinage de la rupture ainsi qu’en champ lointain. Un second chapitre est consacré à un effet de source majeur en champ proche: l’effet de directivité. Ce phénomène se produit lorsque la rupture se propage vers un site, avec une vitesse de rupture proche de la vitesse de l'onde de cisaillement Vs; les ondes se propageant vers le sites interfèrent de manière constructive et génèrent une onde de grande amplitude appelée pulse. Les caractéristiques de ce pulse, notamment sa durée, représentent des paramètres d’intérêt pour le génie parasismique. Une équation simple est présentée pour relier la durée du pulse à la configuration géométrique de la rupture et du site d'intérêt et aux paramètres de la source. La partie 2 est consacrée à une meilleure estimation de l’aléa sismique au Liban en simulant le mouvement fort pour des sites proches de la faille principale: la faille de Yammouneh. Le Liban est situé dans un environnement tectonique actif où le risque sismique est considéré comme modéré à élevé. Historiquement, des tremblements de terre destructifs se sont produits dans le passé, le dernier remontant à 1202. Cependant, en raison de la sismicité de grande ampleur actuellement peu fréquente, aucun mouvement fort n'a jamais été enregistré au Liban à ce jour. La faille de Yammouneh est une grande faille en décrochement traversant le Liban du Nord au Sud, situant toutes les villes et infrastructures à moins de 25km de la faille. Une tomographie de la structure de la croûte du Liban, en termes de vitesse des ondes de cisaillement Vs, est réalisée en utilisant le bruit ambiant. À notre connaissance, il s’agit de la première étude de la tomographie Vs 3D au Liban. Par la suite, une approche hybride est utilisée pour simuler le mouvement du sol en champ proche sur une large bande de fréquences (0.1-10Hz). Aux basses fréquences (≤1Hz), des ruptures potentielles de M7 sont simulées (comme définie dans les chapitres précédents), et les fonctions sources obtenues sont convoluées aux fonctions de Green calculées pour le modèle de propagation des ondes issu de la tomographie Vs afin d’estimer le mouvement du sol à proximité de la faille. Le mouvement du sol est complété par un contenu haute fréquence (jusqu’à 10 Hz), en utilisant un modèle stochastique calibré par des enregistrements en champ proche, et en tenant compte de la phase impulsive due à la directivité de la rupture<br>Accumulated data of strong ground motions have been providing us very important knowledge about rupture processes of earthquakes, propagation-path, site-amplification effects on ground motion, the relation between ground motion and damage... However, most of the ground motion databases used in the development of ground motion prediction models are primarily comprised of accelerograms produced by small and moderate earthquakes. Hence, as magnitude increases, the sets of ground motions become sparse. Ground motion databases are poorly sampled for short source-to-site distance ranges (‘Near-fault’ ranges). However, the strongest ground shaking generally occurs close to earthquake fault rupture. Countries of moderate to high seismicity for which major faults can break in the vicinity of its major cities are facing a major seismic risk, but the lack of earthquake recordings makes it difficult to predict ground motion. Strong motion simulations may then be used instead. One of the current challenges for seismologists is the development of reliable methods for simulating near-fault ground motion taking into account the lack of knowledge about the characteristics of a potential rupture. This thesis is divided into 2 parts. Part 1 focuses on better understanding the seismic rupture process and its relation with the near-fault ground motion. The mechanisms of peak ground motion generating are investigated for homogeneous as well as for heterogeneous ruptures. A quantitative sensitivity analysis of the ground motion to the source kinematic parameters is presented, for sites located in the vicinity of the fault rupture, as well as far from the rupture. A second chapter is dedicated to a major near-fault source effect: the directivity effect. This phenomenon happens when the rupture propagates towards a site of interest, with a rupture speed close to the shear-wave speed (Vs); the waves propagating towards the site adds up constructively and generates a large amplitude wave called the pulse. The features of this pulse are of interest for the earthquake engineering community. In this chapter, a simple equation is presented that relates the period of the pulse to the geometric configuration of the rupture and the site of interest, and to the source parameters.Part 2 is dedicated to better estimate the seismic hazard in Lebanon by simulating the strong ground motion at sites near the main fault (the Yammouneh fault). Lebanon is located in an active tectonic environment where the seismic hazard is considered moderate to high. Historically, destructive earthquakes occurred in the past, the last one dates back to 1202. However, strong motion has never been recorded in Lebanon till now due to the presently infrequent large-magnitude seismicity, and therefore facing an alarming note of potential new ruptures. The Yammouneh fault is a large strike-slip fault crossing Lebanon, making all its regions located within 25km away from the fault. At first, the crustal structure tomography of Lebanon, in terms of Vs, is performed using the ambient noise, in order to characterise the wave propagation from the rupture to the ground surface. To our knowledge, this is the first study of the 3D Vs tomography in Lebanon. Afterwards, a hybrid approach is presented to simulate broadband near-fault ground motion . At low-frequencies (≤1Hz), potential ruptures of M7 are simulated (as defined in the previous chapters), and the generated slip rate functions are convolved with the Green’s functions computed for the propagation medium defined by the Vs tomography. The ground-motion is complemented by a high-frequency content (up to 10Hz), using a stochastic model calibrated by near-fault recordings and accounting for the presence of the directivity pulse. The computed peak ground acceleration is compared to the design acceleration in Lebanon

Une formulation est proposee pour le calcul de la vitesse vibratoire de la plaque soumise a une excitation sinusoidale ponctuelle, en prenant en compte les parametres position et frequence de l'excitation, coefficient d'encastrement et facteur de perte du materiau. L'intensite acoustique rayonnee est determinee en appliquant l'integrale de rayleigh a la plaque discretisee. Simulation numerique : le but de cette simulation est de montrer dans quelle mesure une faible variation d'un des parametres de l'excitation influe sur la vitesse vibratoire de la plaque, sur sa decomposition modale et sur le champ proche rayonne. Etude experimentale : des mesures intensimetriques sont effectuees dans des plans paralleles et perpendiculaires a la plaque. Les formes modales des modes excites apparaissent tres nettement sur les representations graphiques obtenues et les mesures dans des plans verticaux mettent parfaitement en evidence le phenomene de court-circuit acoustique en champ proche. Les resultats de mesure presentent une bonne concordance avec les simulations

Ce memoire de these s'inscrit dans le cadre d'une etude generale theorique sur les amas supportes et sur la microscopie en champ proche. Plusieurs sujets d'etude ont ete abordes, avec des applications soit pour des systemes presentant un interet particulier, soit pour des systemes modeles permettant d'obtenir des regles generales. Nous avons montre que : (i) les amas supportes de rhenium en forme de pointe pyramidale ne sont pas les configurations les plus stables en energie, mais demeurent dans cette geometrie pour des temperatures courantes (ii) l'ordre magnetique au sein d'amas compacts 2d de fe deposes sur un substrat de w depend de la competition entre un couplage magnetique entre les adatomes favorisant l'ordre ferromagnetique et la polarisation induite dans le substrat favorisant l'ordre antiferromagnetique (iii) l'ordre magnetique au sein d'amas compacts 2d de cr supportes par fe(001) depend fortement de leurs tailles et de leurs formes (iv) un modele de spin de type ising permet d'etudier qualitativement le magnetisme ordonne du systeme cr/fe(001) (v) la reconstruction c(4 x 2) d'une surface beta-sic(100) s'explique par le leger abaissement d'un dimere de si sur deux au sein d'une ligne de dimeres (vi) le transport electronique a travers une jonction stm contenant des adsorbats de xe depend fortement de la position de ces adatomes et d'un effet quantique d'interference destructive entre plusieurs canaux de propagation (vii) il semble possible de deplacer de facon controle un atome d'argent sur une surface si(001) avec une pointe de microscope en champ proche (viii) dans un regime de forte compression d'une pointe de rhenium sur une surface de rhenium, on observe la formation d'un pont atomique entre la pointe et la surface, et la restructuration par a-coups de la pointe, chacune de ces reorganisations etant accompagnees de discontinuites de la conductance de la constriction ainsi formee.

Le calcul des performances des antennes repose sur les équations de Maxwell. Cette étude présente les principales équations et formulations indispensables à l’élaboration des codes numériques, en fonction de divers paramètres : le matériau constitutif des antennes, le milieu matériel, le champ proche, le champ lointain, les antennes dipôles, les antennes à ouverture, etc.

Les spectroscopies d’absorption infrarouge et de diffusion Raman, très riches en informations physico-chimiques, souffrent cependant d’une faible sensibilité. En effet, il est difficile par des moyens d’optique classique d’aller sonder en solution ou de caractériser des nano-objets dilués. Il existe cependant plusieurs stratégies pour contourner ce problème en spectroscopie de diffusion Raman et ce chapitre propose de décrire brièvement et de manière non exhaustive ces principales possibilités. Nous présenterons dans la première partie les moyens pour augmenter les sections efficaces de diffusion des systèmes à étudier et dans une deuxième partie les moyens pour augmenter les champs électriques à proximité des molécules en utilisant des propriétés plasmoniques de nanostructures métalliques en champ proche optique.

Le lait a une place importante dans le régime alimentaire d’un certain nombre de nos sociétés modernes, en particulier sur le continent européen. Pourtant, le lait n’est entré dans notre régime alimentaire que tardivement. En effet, ce n’est qu’avec la domestication des bovins, brebis et chèvres il y a plus de 10 000 ans, que l’homme a commencé à consommer du lait. Le lait frais est riche en lactose, le « sucre du lait », et sa consommation par des individus qui y sont intolérants peut provoquer des troubles digestifs. Pourtant, de nos jours, un adulte sur trois dans le monde peut digérer le lactose grâce à la production de l’enzyme lactase permettant l’hydrolyse du lactose en glucose et galactose. En Europe, la production de lactase à l’âge adulte est due à une seule mutation (-13910*T) dans le génome humain. Cette adaptation à la consommation de lait frais depuis la Préhistoire suggère une pression de sélection forte dans la population européenne. Tandis que l’analyse d’ADN ancien d’individus du début du Néolithique n’a pas permis de détecter cet allèle, il apparaît chez une proportion plus importante d’individus plusieurs millénaires après la domestication des bovins et caprinés. Outre les analyses génétiques permettant de détecter si les premiers agriculteurs avaient la capacité de digérer le lactose, la problématique de l’exploitation du lait pendant la préhistoire peut être abordée à partir des restes des animaux domestiques. L’étude des ossements animaux découverts sur les sites archéologiques permet d’avoir accès aux stratégies d’abattage des bovins et caprinés, et donc à la gestion démographique des troupeaux. Les courbes d’abattage ont permis de montrer que les caprinés étaient exploités pour leur lait dès le Néolithique précéramique. D’autres méthodes complémentaires des courbes d’abattage, les analyses isotopiques des restes dentaires animaux (bovins et caprinés), permettent d’établir la saisonnalité des naissances et l’âge au sevrage. Bien que relativement récentes, ces études ont déjà montré un sevrage précoce des veaux dans certains sites néolithiques, probablement en lien avec une durée de lactation plus courte chez les vaches néolithiques. L’étude de tessons de poterie est aussi un champ d’investigation précieux pour examiner les débuts de l’exploitation laitière. L’identification de lipides issus de lait dans des poteries du VIIe millénaire a permis de montrer que le lait était bien une denrée alimentaire au Proche-Orient. De même, la présence de résidus laitiers dans des récipients perforés découverts dans des sites archéologiques du début du Ve millénaire a permis d’identifier la production de fromages. Les approches génétique, archéozoologique et biomoléculaire restent complémentaires pour élucider les débuts de l’histoire de l’exploitation laitière.