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Dissertations / Theses on the topic 'Effet tunnel bande à bande'
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Hiebel, Fanny. "Etude de l'interface graphène - SiC(000-1) (face carbone) par microscopie à effet tunnel et simulations numériques ab initio." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00680068.
Full textAbstract:
Le graphène est un cristal bidimensionnel composé d'atomes de carbone arrangés sur un réseau en nids d'abeille. Ce matériau présente des propriétés électroniques intéressantes tant au niveau fondamental qu'en vue d'applications avec notamment une structure de bande exotique en " cône de Dirac " et de grandes mobilités de porteurs. Sa fabrication par graphitisation du SiC est particulièrement adaptée aux applications électroniques. Nous avons étudié ce système par microscopie à effet tunnel (STM) et simulations numériques ab initio avec comme objectif la caractérisation au niveau atomique de l'interface graphène - SiC(000-1) (face carbone) et l'étude de l'impact du substrat sur la structure électronique du graphène. Après un chapitre introductif à la thématique du graphène, suivi d'un chapitre présentant les deux techniques utilisées au cours de ce travail, nous présentons nos échantillons faiblement graphitisés obtenus sous ultra-vide. Nous avons identifié deux types d'interfaces, les reconstructions natives de la surface du SiC(000-1) appelées (2x2)C et (3x3), sur lesquelles reposent les ilots monoplan de graphène, avec un fort désordre rotationnel donnant lieu à des figures de moiré sur les images STM. Nous montrons par imagerie STM et spectroscopie tunnel que l'interaction graphène/(3x3) est très faible. Nous étudions ensuite le cas d'interaction plus forte graphène/(2x2) successivement du point de vue des états du graphène et des états de la reconstruction, dans l'espace direct et réciproque, de façon expérimentale et théorique. Enfin, nous considérons l'effet de défauts observés par STM à l'interface des ilots sur (2x2), modélisés par des adatomes d'hydrogène, sur le dopage et la structure de bande électronique du graphène.
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THOMAS, Benjamin. "Effets propagatifs d'impulsions lumineuses femtosecondes dans des tunnels optiques." Phd thesis, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003643.
Full textAbstract:
Deux exemples de tunnels optiques sont étudiés par des méthodes de l'optique femtoseconde pour leurs propriétés propagatives. Le premier est une opale artificielle : un matériau de la famille des cristaux photoniques aux propriétés analogues dans le domaine optique à celles des semiconducteurs. Ils possèdent une bande interdite photonique (BIP) empêchant pour toutes les directions la propagation de photons dont l'énergie se trouve dans cette bande. Le second système est un bi-prisme en réflexion totale.<br> La première partie est consacrée aux opales : empilements réguliers de sphères de silice submicrométriques. Chaque phase de l'élaboration est en revue. Une description théorique des propriétés des cristaux photoniques est faite pour plusieurs structures. On en déduit que les opales n'ont pas de BIP mais une "stop-band" inhibant la transmission des photons dont la bande d'énergies dépend de la direction. Les caractéristiques structurelles, mises en relation avec les propriétés spectrales, sont abordées par des méthodes microscopiques et optiques. Un dispositif de temps de vol a été réalisé pour déterminer les propriétés propagatives d'opales sondées par un continuum en utilisant un fenêtrage temporel par absorption à deux photons dans du ZnS. Après des corrections en fréquence et en temps, on dispose du profil spectral de vitesse de groupe. Celui-ci est expliqué par un modèle basé sur la relation de Kramers-Krönig. Cela permet de décrire la "stop-band" comme un système à "deux niveaux photoniques".<br> La dernière partie est dédiée à l'étude de la transposition en optique d'un nouvel effet prédit dans les conditions de l'effet tunnel : "l'évaporation quantique". Il se manifeste par l'augmentation drastique de la transmission d'un paquet d'onde. Il se produit en transférant à l'instant de la réflexion une petite quantité de mouvement au paquet d'onde. Un bi-prisme en réflexion totale séparé par une lame d'air est employé pour reproduire les conditions de cet effet. On utilise une technique pompe-sonde qui simule le transfert de moment par effet Kerr. Après analyse des effets en compétition avec l'évaporation quantique, nous observons des signaux qui, une fois traités selon des critères précis, ont les caractéristiques de l'effet recherché. Ceci constitue une présomption de la première observation en optique de ce nouvel effet.
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Liu, Fanyu. "Caractérisation électrique et modélisation du transport dans matériaux et dispositifs SOI avancés." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT034/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à la caractérisation et la modélisation du transport électronique dans des matériaux et dispositifs SOI avancés pour la microélectronique. Tous les matériaux innovants étudiés(ex: SOI fortement dopé, plaques obtenues par collage etc.) et les dispositifs SOI sont des solutions possibles aux défis technologiques liés à la réduction de taille et à l'intégration. Dans ce contexte,l'extraction des paramètres électriques clés, comme la mobilité, la tension de seuil et les courants de fuite est importante. Tout d'abord, la caractérisation classique pseudo-MOSFET a été étendue aux plaques SOI fortement dopées et un modèle adapté pour l'extraction de paramètres a été proposé. Nous avons également développé une méthode électrique pour estimer la qualité de l'interface de collage pour des plaquettes métalliques. Nous avons montré l'effet bipolaire parasite dans des MOSFET SOI totalement désertés. Il est induit par l’effet tunnel bande-à-bande et peut être entièrement supprimé par une polarisation arrière. Sur cette base, une nouvelle méthode a été développée pour extraire le gain bipolaire. Enfin, nous avons étudié l'effet de couplage dans le FinFET SOI double grille, en mode d’inversion. Un modèle analytique a été proposé et a été ensuite adapté aux FinFETs sans jonction(junctionless). Nous avons mis au point un modèle compact pour le profil des porteurs et des techniques d’extraction de paramètres<br>This thesis is dedicated to the electrical characterization and transport modeling in advanced SOImaterials and devices for ultimate micro-nano-electronics. SOI technology is an efficient solution tothe technical challenges facing further downscaling and integration. Our goal was to developappropriate characterization methods and determine the key parameters. Firstly, the conventionalpseudo-MOSFET characterization was extended to heavily-doped SOI wafers and an adapted modelfor parameters extraction was proposed. We developed a nondestructive electrical method to estimatethe quality of bonding interface in metal-bonded wafers for 3D integration. In ultra-thin fully-depletedSOI MOSFETs, we evidenced the parasitic bipolar effect induced by band-to-band tunneling, andproposed new methods to extract the bipolar gain. We investigated multiple-gate transistors byfocusing on the coupling effect in inversion-mode vertical double-gate SOI FinFETs. An analyticalmodel was proposed and subsequently adapted to the full depletion region of junctionless SOI FinFETs.We also proposed a compact model of carrier profile and adequate parameter extraction techniques forjunctionless nanowires
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Varache, Renaud. "Development, characterization and modeling of interfaces for high efficiency silicon heterojunction solar cells." Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA112279/document.
Full textAbstract:
L’interface entre le silicium amorphe (a-Si:H) et le silicium cristallin (c-Si) est un constituent clés de cellules solaires à haut rendement reposant sur des procédés à basse température. Trois propriétés de l’interface déterminent le rendement des cellules solaires à hétérojonction de silicium: les décalages de bandes entre a-Si:H et c-Si, les défauts d’interface et la courbure de bande dans c-Si. Ces trois aspects sont traités dans ces travaux de thèse.Dans un premier un temps, un calcul analytique de la courbure de bande dans c-Si est développé. Il repose sur l’approximation d’une densité d’état (DE) constante dans la bande interdite de a-Si:H. L’influence des principaux paramètres de la structure sur la courbure de bande est étudiée : décalage de bande, densité d’état dans a-Si:H, défaut d’interface, etc. La présence d’un effet de confinement quantique est discutée. Grâce à une comparaison entre ces calculs et des mesures de conductance planaire en fonction de la température sur des structures (p)a-Si:H/(n)c-Si et (n)a-Si:H/(p)c-Si, les décalages de bande de valence et de conduction ont pu être estimés à 0.36 eV et 0.15 eV respectivement. En outre, il est montré que le décalage de la bande de valence est indépendant de la température, alors que le décalage de la bande de conduction suit les évolutions des bandes interdites de c-Si et a-Si:H. Ces mesures tendent à prouver que le ‘branch point’ dans a-Si:H est indépendant du dopage.Ensuite, les calculs analytiques sont approfondis pour prendre en compte différents aspects de la structure complète incorporée dans les cellules : contact avec un oxyde transparent conducteur, présence d’une couche de a-Si:H non-dopée à l’interface. A l’aide de simulations numériques et à la lumière de mesures de conductance planaire conjuguées à des mesures de la qualité de passivation de l’interface, des pistes pour optimiser les cellules à hétérojonction sont commentées. En particulier, il est montré qu’un optimum doit être trouvé entre une bonne passivation et une courbure de bande suffisante. Ceci peut être accompli par un réglage fin des propriétés de la couche tampon (épaisseur, dopage), du contact (travail de sortie élevé) et de l’émetteur (p)a-Si:H (densité de défauts et épaisseur). En particulier, un émetteur avec une DE importante conduit paradoxalement à de meilleures performances.Enfin, un nouveau type d’interface a été développé. La surface de c-Si a été oxydée volontairement dans de l’eau pure dé-ionisée à 80 °C avant le dépôt de (p)a-Si:H afin d’obtenir une structure (p)a-Si:H/SiO2/(n)c-Si. A l’aide d’un modèle de courant par effet tunnel implémenté dans le logiciel de simulation numérique AFORS-HET, l’effet d’une couche à grande bande interdite (comme c’est le cas pour SiO2) sur les performances de cellules est étudié : le facteur de forme et le courant de court-circuit sont extrêmement réduits. En revanche, une couche de SiO2 n’a que peu d’impact sur les propriétés optiques de la structure. Expérimentalement, les échantillons réalisés montrent une qualité de passivation à mi-chemin entre le cas sans couche tampon et le cas avec (i)a-Si:H : ceci est expliqué par la présence d’une charge fixe négative dans l’oxyde. La courbure de bande dans c-Si est moins affectée par la présence d’une couche d’oxyde que d’une couche de (i)a-Si:H. Les cellules solaires réalisées démontrent que le concept a le potentiel d’aboutir à de hauts rendements : sur des structures non-optimisées, une tension de court-circuit supérieure à 650 mV a été démontrée, alors que l’oxyde ne semble pas limiter le transport de charge<br>The interface between amorphous silicon (a-Si:H) and crystalline silicon (c-Si) is the building block of high efficiency solar cells based on low temperature fabrication processes. Three properties of the interface determine the performance of silicon heterojunction solar cells: band offsets between a-Si:H and c-Si, interface defects and band bending in c-Si. These three points are addressed in this thesis.First, an analytical model for the calculation of the band bending in c-Si is developed. It assumes a constant density of states (DOS) in the a-Si:H band gap. The influence of most parameters of the structure on the band bending is studied: band offsets, DOS in a-Si:H, interface defects, etc. The presence of quantum confinement at the interface is discussed. Analytical calculations and temperature dependent planar conductance measurements are compared such that the band offsets on both (p)a-Si:H/(n)c-Si and (n)a-Si:H/(p)c-Si can be estimated: the valence band offset amounts 0.36 eV while the conduction band offset is 0.15 eV. In addition, it is shown that the valence band offset is independent of temperature whereas the conduction band offset follows the evolutions of c-Si and a-Si:H band gaps with temperature. A discussion of these results in the frame of the branch point theory for band line-up leads to the conclusion that the branch point in a-Si:H is independent of the doping.Then, analytical calculations are developed further to take into account the real solar cell structure where the a-Si:H/c-Si structure is in contact with a transparent conductive oxide and an undoped buffer layer is present at the interface. Measurements of the planar conductance and of the interface passivation quality are interpreted in the light of analytical calculations and numerical simulations to open a way towards a method for the optimization of silicon heterojunction solar cells. It is particularly shown that a trade-off has to be found between a good passivation quality and a significant band bending. This can be realized by tuning the buffer layer properties (thickness, doping), the TCO-contact (high work function) and the emitter (defect density and thickness). Interestingly, an emitter with a high DOS leads to better cell performances.Finally, a new type of interface has been developed, that was not applied to heterojunction solar cells so far. The c-Si surface has been oxidized in deionized water at 80 °C before the (p)a-Si:H emitter deposition such that (p)a-Si:H/SiO2/(n)c-Si structures were obtained. A tunneling current model has been developed, implemented in the 1D numerical device simulator AFORS-HET and used to study the effect of a wide band gap interfacial layer (as it is the case for SiO2) on cell performance: the fill-factor and the short-circuit current are dramatically reduced for thick and high barriers. However, a SiO2 layer has only little impact on optical properties. Fabricated samples show a passivation quality halfway between samples with no buffer layer and with an (i)a-Si:H buffer layer: this is explained by the presence of a negative fixed charge in the oxide. The band bending in (n)c-Si is higher with an oxide layer than with an (i)a-Si:H buffer layer. Solar cells demonstrate that this new concept has the potential to achieve high power conversion efficiencies: for non-optimized structures, an open-circuit voltage higher than 650 mV has been demonstrated, while the oxide does not seem to create a barrier to charge transport
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Varache, Renaud. "Développement, caractérisation et modélisation d'interfaces pour cellules solaires à haut rendement à base d'hétérojonctions de silicium." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00781937.
Full textAbstract:
L'interface entre le silicium amorphe (a-Si:H) et le silicium cristallin (c-Si) est un constituent clés de cellules solaires à haut rendement reposant sur des procédés à basse température. Trois propriétés de l'interface déterminent le rendement des cellules solaires à hétérojonction de silicium: les décalages de bandes entre a-Si:H et c-Si, les défauts d'interface et la courbure de bande dans c-Si. Ces trois aspects sont traités dans ces travaux de thèse.Dans un premier un temps, un calcul analytique de la courbure de bande dans c-Si est développé. Il repose sur l'approximation d'une densité d'état (DE) constante dans la bande interdite de a-Si:H. L'influence des principaux paramètres de la structure sur la courbure de bande est étudiée : décalage de bande, densité d'état dans a-Si:H, défaut d'interface, etc. La présence d'un effet de confinement quantique est discutée. Grâce à une comparaison entre ces calculs et des mesures de conductance planaire en fonction de la température sur des structures (p)a-Si:H/(n)c-Si et (n)a-Si:H/(p)c-Si, les décalages de bande de valence et de conduction ont pu être estimés à 0.36 eV et 0.15 eV respectivement. En outre, il est montré que le décalage de la bande de valence est indépendant de la température, alors que le décalage de la bande de conduction suit les évolutions des bandes interdites de c-Si et a-Si:H. Ces mesures tendent à prouver que le 'branch point' dans a-Si:H est indépendant du dopage.Ensuite, les calculs analytiques sont approfondis pour prendre en compte différents aspects de la structure complète incorporée dans les cellules : contact avec un oxyde transparent conducteur, présence d'une couche de a-Si:H non-dopée à l'interface. A l'aide de simulations numériques et à la lumière de mesures de conductance planaire conjuguées à des mesures de la qualité de passivation de l'interface, des pistes pour optimiser les cellules à hétérojonction sont commentées. En particulier, il est montré qu'un optimum doit être trouvé entre une bonne passivation et une courbure de bande suffisante. Ceci peut être accompli par un réglage fin des propriétés de la couche tampon (épaisseur, dopage), du contact (travail de sortie élevé) et de l'émetteur (p)a-Si:H (densité de défauts et épaisseur). En particulier, un émetteur avec une DE importante conduit paradoxalement à de meilleures performances.Enfin, un nouveau type d'interface a été développé. La surface de c-Si a été oxydée volontairement dans de l'eau pure dé-ionisée à 80 °C avant le dépôt de (p)a-Si:H afin d'obtenir une structure (p)a-Si:H/SiO2/(n)c-Si. A l'aide d'un modèle de courant par effet tunnel implémenté dans le logiciel de simulation numérique AFORS-HET, l'effet d'une couche à grande bande interdite (comme c'est le cas pour SiO2) sur les performances de cellules est étudié : le facteur de forme et le courant de court-circuit sont extrêmement réduits. En revanche, une couche de SiO2 n'a que peu d'impact sur les propriétés optiques de la structure. Expérimentalement, les échantillons réalisés montrent une qualité de passivation à mi-chemin entre le cas sans couche tampon et le cas avec (i)a-Si:H : ceci est expliqué par la présence d'une charge fixe négative dans l'oxyde. La courbure de bande dans c-Si est moins affectée par la présence d'une couche d'oxyde que d'une couche de (i)a-Si:H. Les cellules solaires réalisées démontrent que le concept a le potentiel d'aboutir à de hauts rendements : sur des structures non-optimisées, une tension de court-circuit supérieure à 650 mV a été démontrée, alors que l'oxyde ne semble pas limiter le transport de charge.
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Boucherit, Mohamed. "Etude et réalisation de dispositifs hyperfréquences sur matériaux grand gap : diode à effet tunnel résonant AlxGa1-xN/GaN, transistor HEMT boré à base de nitrure de gallium." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10004/document.
Full textAbstract:
Les travaux décrits dans cette thèse permettent d’apporter une contribution à quelques dispositifs existants à base de matériaux semiconducteurs à large bande interdite. Le premier concerne les oscillateurs de puissance HF et le second les amplificateurs de puissance en hyperfréquence. Les composants retenus pour réaliser ces deux dispositifs sont les diodes à effets tunnel résonant et les transistors à haute mobilité électronique. Ce travail de thèse est donc scindé en deux parties distinctes : - Les diodes à effet tunnel résonant AlGaN/GaN: les outils de simulations rigoureux du transport électronique vertical dans les hétérostructures de nitrures n’existent pas ou ne sont pas accessibles en Europe. Ceci a nécessité la conception d’un nouvel outil de simulation pour analyser et optimiser les dispositifs et aider à la conception. Le modèle développé dans ce manuscrit de thèse est basée sur la résolution auto-cohérente des équations de Schrödinger-Poisson dans l’approche des fonctions de Green hors équilibre. Coté technologique, la stratégie employée pour obtenir un certain nombre d’hétérostructures libres de dislocations reposait sur la réalisation de nano-diodes en suivant les deux approches suivantes. La première dite « ascendante » met en œuvre la technique d’épitaxie sélective sur des ouvertures de masque diélectrique et sur des piliers GaN avec des diamètres compris entre 100 nm et 5 µm. La seconde approche dite « descendante » repose sur la réduction de taille des dispositifs et par voie de conséquence du nombre de dislocations présentes en leur sein. Les caractéristiques électriques de ces nano-diodes ont pu être mesurées sous micro-pointes au FIB, au nano-probe et analyseur de réseau. Le phénomène de NDR est étudié en fonction du sens de la polarisation, du traitement électrique, de la température et du taux d’aluminium dans les couches barrières AlGaN. - Les transistors à haute mobilité mobilité AlGaN/GaN: la première étape de cette seconde partie a consisté à réaliser une structure HEMT conventionnelle AlGaN/GaN à l’état de l’art. La seconde étape a porté sur l’amélioration de la résistivité de la couche buffer GaN soit en y incorporant de l’aluminium ou du bore. Plusieurs épaisseurs et positions de la couche BGaN dans la structure HEMT conventionnelle AlGaN/GaN ont été testées en vue de déterminer la structure optimale. Les études comparatives entre les structures HEMT AlGaN/GaN avec et sans couche BGaN, ont permis de montrer que l’utilisation de cette dernière comme couche contre-barrière permettait d’améliorer drastiquement le confinement des porteurs dans le canal 2DEG et de réduire nettement le dopage résiduel de la zone active<br>The work described in this thesis contributes to the improvement on some circuit based on wide band gap semiconductors. The first concerns the oscillators and the second RF amplifiers at microwave frequencies. Components selected to build these two devices are resonant tunneling diodes and high electron mobility transistors. This thesis is divided into two distinct parts:-The resonant tunneling diodes AlGaN/GaN: a software that provides a rigorous description of vertical transport in nitride heterostructures does not exist or are not available in Europe. In this thesis, we developed a model based on the self-consistent resolution of the Schrödinger and Poisson equation using the non-equilibrium Green functions. The strategy employed to obtain some heterostructures free from dislocations is based on the realization of nano-diodes in the following two approaches. The first approach "bottom-up" implements the technique of selective epitaxy on nano-patterned GaN template. The second approach called "top down" is based on the reduction of device size and consequently the number of dislocations. The electrical characteristics of these nano-diodes have been measured by FIB, Nanoprobe and vector network analyzer. The negative differential resistance is studied depending in both direction of bias, electrical treatment, temperature and aluminum incorporation in the AlGaN barriers layers.- The high electron mobility transistors AlGaN/GaN: the second part was aimed to perform a conventional AlGaN/GaN HEMT structure exhibiting in the state of the art performance. To do that, we focused on improving the resistivity of the GaN buffer layer by incorporating either of aluminum or boron. Several positions and thicknesses of BGaN layer in the conventional AlGaN /GaN HEMT structure were tested to determine the optimal structure. Comparative studies between AlGaN/GaN HEMT structures with and without BGaN layer have shown that the use of BGaN layer as a back-barrier drastically improves the carrier confinement in the 2DEG channel and significantly reduces the residual doping of the active area
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Ovramenko, Tamara. "STM studies of single organic molecules on silicon carbide." Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA112315.
Full textAbstract:
L’interaction de molécules organiques avec les surfaces semiconductrices permet de contrôler les propriétés physiques de ces dernières et ce, soit à travers une modification locale en utilisant des molécules individuelles, soit par la passivation de la surface par une mono-couche complète. Aussi, le contrôle de l’interaction moléculaire nous permet de modifier les propriétés intrinsèques des molécules à travers un découplage électronique partiel ou complet entre les orbitales moléculaires et la surface. Pour atteindre ces objectifs, cette thèse présente l’étude expérimentale de l’adsorption de molécules sur la surface semiconductrice à large gap de 6H-SiC(0001)-3x3. Les expériences ont été réalisées à l’aide d’un microscope à effet tunnel opérant dans les conditions d’Ultra-Haut Vide et de température ambiante (UHV RT-STM). Les résultats ont été comparés à des études théoriques employant des calculs selon la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). Trois molécules on été étudié durant ce travail de thèse : C60, Caltrope et Trima. Les études STM et DFT montre que les molécules individuelles de C60 sont chimisorbé à la surface de carbure de silicium SiC(0001)-3x3 à travers la formation d’une seule liaison Si-C avec un seul adatome de silicium, contrairement aux autres surfaces semiconductrices où la molécule se chimisorbe en formant plusieurs liaisons. Trois sites d’adsorption par rapport à l’adatome de Si de la maille de surface ont été observés. Pour expliquer les observations STM, les forces de Van der Waals entre la molécule de C60 et les atomes de la surface voisins ont du être pris en compte dans les calculs DFT. Il a été observé aussi que les molécules de C60 forment de petits clusters même à de faibles taux de couverture ce qui indique la présence d’un état précurseur de la molécule et des interactions intermoléculaires non négligeable. La molécule de Caltrope, nouvellement synthétisée, a été étudié aussi bien sur la surface de Silicium que celle de SiC. Le dépôt de cette molécule complexe ne peut être réalisé selon la méthode d’évaporation classique sans induire sa dissociation et a donc nécessité l'emploi de techniques d’évaporation spécifiques. Nos résultats expérimentaux montrent un comportement remarquable: le dépôt de molécule individuelle est induit sur la surface de manière efficace par la pointe du STM démontrant ainsi l’idée d’imprimerie moléculaire. Suite à son adsorption sur la surface de silicium à travers une seule liaison, la molécule de Caltrope se comporte comme un moteur moléculaire activé thermiquement. La troisième molécule a être étudié est la molécule de Trima. Elle a été sélectionnée à cause de sa taille comparable à la distance des ad-atomes de silicium de la surface de SiC. La structure chimique de la molécule qui se termine par un groupement cétone rend possible la fonctionnalisation de la surface. Ceci est révélé par les calculs DFT de la densité de charge. La distribution de charge montre qu’il n’y a pas de partage entre les atomes d’oxygènes de la molécule et les ad-atomes de la surface et donc nous avons un évidence claire pour la formation d’une liaison dative<br>The interaction of organic molecules with a semiconductor surface enables the physical properties of the surface to be controlled, from a local modification using individual isolated molecules to passivation using a complete monolayer. Controlling the molecular interaction also allows us to modify the intrinsic properties of the molecules by partial or complete electronic decoupling between the molecular orbitals and the surface. To this end, this thesis presents experimental studies of the adsorption of molecules on the wide band gap 6H-SiC(0001)-3×3 substrate. The experiments were performed using Ultra-High Vacuum Room Temperature Scanning Tunneling Microscopy (UHV RT STM) and the results were compared with comprehensive theoretical Density Functional Theory (DFT) calculations. Three different molecules were studied in this thesis: C60, Caltrop and Trima. The STM and DFT studies show that individual C60 fullerene molecules are chemisorbed on the silicon carbide SiC(0001)-3×3 surface through the formation of a single Si-C bond to one silicon adatom, in contrast to multiple bond formation on other semiconducting surfaces. We observed three stable adsorption sites with respect to the Si adatoms of the surface unit cell. To explain the STM observations, Van der Waals forces between the C60 molecule and the neighboring surface atoms had to be included in the DFT calculations. The C60 molecules are also observed to form small clusters even at low coverage indicating the presence of a mobile molecular precursor state and non negligible intermolecular interactions. The second newly designed Caltrop molecule was studied on both the Si and SiC surfaces. Intact adsorption of this complex organic molecule cannot be realized using classical adsorption methods and requires the use of specific evaporation techniques. Our experimental results show remarkable behavior: The STM tip efficiently deposits single molecules one at a time, demonstrating the concept of single molecule printing. After adsorption on the Si surface through one bond, the Caltrop operates as a thermally activated molecular rotor. The third molecule to be studied is the Trima molecule. This molecule was chosen because it is commensurable in size with the surface Si adatom distance. The chemical termination of the molecule with a ketone group enables the successful functionalization of the SiC surface. The Trima molecule provides a rare and clear-cut example of the formation of two dative bonds between the oxygen atoms of the carbonyl groups and the Si adatoms of the SiC surface. This is revealed by the DFT calculations of the charge density. The charge distribution shows that there is no sharing of electrons between the oxygen atoms of the molecule and the surface which is clear evidence for the formation of a dative bond
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Fain, Bruno. "Analyse des propriétés structurales et électroniques des boîtes quantiques InAs(P)/InP(001): vers la réalisation d'une source de photons uniques efficace aux longueurs d'onde des télécommunications." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00776836.
Full textAbstract:
Nous avons étudié la croissance et les caractéristiques de boîtes quantiques InAs(P)/InP(001) fabriquées par épitaxie en phase vapeur aux organo-métalliques, avec pour objectif la réalisation d'une source de photons uniques à 1.55 µm. D'une part, l'étude des boîtes quantiques clivées par microscopie et spectroscopie à effet tunnel, sous ultra-vide à T=4K, montrent que ces nanostructures présentent jusqu'à 12 niveaux électroniques discrets. En raison de la grande hauteur des boîtes quantiques, certains niveaux présentent un nœud dans la direction de croissance. Des simulations par éléments finis montrent la pertinence d'un potentiel parabolique pour décrire le confinement latéral des boîtes quantiques. Les effets de courbures de bandes sont détaillés, mettant en évidence la contribution des niveaux de trous au courant tunnel. D'autre part, les propriétés structurales des boîtes quantiques auto-assemblées, étudiées en microscopie électronique en transmission, sont corrélées aux conditions de croissance. L'impact des précurseurs d'éléments V sur la densité de boîtes quantiques et les échanges entre les boîtes quantiques et la couche de mouillage, sont analysés. La croissance sélective de boîtes localisées dans des nano-ouvertures de diamètre inférieur à 100 nm a également été mise en œuvre afin d'obtenir un couplage spatial déterministe entre une boîte quantique et une microcavité optique. Nous montrons que la formation de boîtes quantiques par croissance sélective n'est pas régie par le mode de croissance Stranski-Krastanov, ce qui permet d'envisager de nouvelles possibilités quant au contrôle de la hauteur, de la taille latérale et de la composition des boîtes quantiques.
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Fain, Bruno Jean Marie. "Analyse des propriétés structurales et électroniques des boîtes quantiques InAs(P)/InP(001) : vers la réalisation d'une source de photons uniques efficace aux longueurs d'onde des télécommunications." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2012. https://pastel.hal.science/docs/00/77/68/36/PDF/THESE_FAIN.pdf.
Full textAbstract:
Nous avons étudié la croissance et les caractéristiques de boîtes quantiques InAs(P)/InP(001) fabriquées par épitaxie en phase vapeur aux organo-métalliques, avec pour objectif la réalisation d'une source de photons uniques à 1. 55 µm. D'une part, l'étude des boîtes quantiques clivées par microscopie et spectroscopie à effet tunnel, sous ultra-vide à T=4K, montrent que ces nanostructures présentent jusqu'à 12 niveaux électroniques discrets. En raison de la grande hauteur des boîtes quantiques, certains niveaux présentent un nœud dans la direction de croissance. Des simulations par éléments finis montrent la pertinence d'un potentiel parabolique pour décrire le confinement latéral des boîtes quantiques. Les effets de courbures de bandes sont détaillés, mettant en évidence la contribution des niveaux de trous au courant tunnel. D'autre part, les propriétés structurales des boîtes quantiques auto-assemblées, étudiées en microscopie électronique en transmission, sont corrélées aux conditions de croissance. L'impact des précurseurs d'éléments V sur la densité de boîtes quantiques et les échanges entre les boîtes quantiques et la couche de mouillage, sont analysés. La croissance sélective de boîtes localisées dans des nano-ouvertures de diamètre inférieur à 100 nm a également été mise en œuvre afin d'obtenir un couplage spatial déterministe entre une boîte quantique et une microcavité optique. Nous montrons que la formation de boîtes quantiques par croissance sélective n'est pas régie par le mode de croissance Stranski-Krastanov, ce qui permet d'envisager de nouvelles possibilités quant au contrôle de la hauteur, de la taille latérale et de la composition des boîtes quantiques<br>We have studied the growth and the properties of InAsP/InP(001) quantum dots made by metal-organic vapor phase epitaxy for the realization of 1. 55 µm single photon sources. Two complementary approaches, by scanning tunneling microscopy and transmission electron microscopy, have been investigated. On one hand, the study of cleaved quantum dots by scanning tunneling microscopy and spectroscopy, under ultra-high vacuum and at 4K, shows that these nanostructures exhibit up to 12 discretes localized states. Due to the tall height of the cleaved quantum dot, some excited states present a node in the growth direction. Simulation based on finite element method demonstrate that a parabolic potential is relevant to describe the lateral confinement of quantum dots. Tip-induced band bending effects are also studied in cleaved quantum dots, evidencing the contribution of hole states to the tunneling current. On the other hand, the structural properties of self-assembled quantum dots, studied by transmission electron microscopy, are correlated to the growth parameters. The influence of V-elements precursors on the quantum dot density, as well as the exchanges between the quantum dots and the wetting layer, are analyzed. The selective area growth of site-controlled quantum dots in nano-openings whose diameter is smaller than 100 nm is also investigated, in order to obtain a good and reproducible spatial coupling between a quantum dot and an optical microcavity. We show that the quantum dot formation does not rely on the Stranski-Krastanov growth mode, which may allow to control independently the height, the lateral size and the composition of the quantum dots
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Weil, Thierry. "Etude theorique du transport perpendiculaire aux couches dans les semiconducteurs 3-5 modules suivant une dimension." Paris 6, 1987. http://www.theses.fr/1987PA066099.
Full textAbstract:
Proposition d'un modele pour le transport inelastique et application au transport assiste par phonons entre deux puits quantiques, a la capture des porteurs par le puits quantique d'un laser sch, au transport dans les pseudoalliages quaternaires et dans les superreseaux. Analyse des differents modeles de l'effet tunnel et discussion de la duree de l'effet tunnel; application aux diodes a double barriere et mise en evidence de l'equivalence des descriptions basees sur l'effet tunnel resonnant et sur l'effet tunnel sequentiel, au moins en regime continu; effets des diffusions, developpement d'un modele sequentiel a partir du formalisme d'oppenheimer. Algorithme de calcul du transport perpendiculaire dans les heterostructures (approche de la cao des structures de bande)
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Vinet, Maud. "Etude par stm de nanostructures supraconductrices par proximite." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2001. http://www.theses.fr/2001GRE10047.
Full textAbstract:
Cette these a ete motivee par le desir d'etudier l'effet de proximite entre un metal normal (n) et un supraconducteur (s). Pour cela, nous avons construit un microscope a effet tunnel (stm) pour mesurer la densite d'etats electroniques locale d'un metal. Celui-ci fonctionne a 100 mk dans un cryostat a dilution renverse. Pour respecter la philosophie de ce cryostat original, le stm est thermalise par contacts mecaniques sur la boite de melange sans gaz d'echange. Avant de coupler le stm a la dilution, nous avons procede a une mise au point prealable dans un cryostat a 4he a des temperatures comprises entre 4,2 k et 1,5 k. Nous avons donc etudie l'effet de proximite entre de l'or (n) en bon contact electrique avec du niobium (s) a 1,5 k. La reflexion d'andreev est le mecanisme microscopique qui regit cet effet de proximite. Elle permet a electron incident d'energie au dessus du niveau de fermi qui arrive sur une interface avec un supraconducteur d'etre retro-reflechit en un trou d'energie -. La paire electron-trou correles ainsi creee dans le metal normal se propage de maniere coherente sur une distance l hd/. Ces correlations conduisent a un affaiblissement de la densite d'etats a une particule dans le metal normal. Lorsque l'or est de taille infinie, 1 m dans notre cas, nous observons un affaiblissement de la densite d'etats electroniques locale dont l'extension spectrale diminue lorsque l'on s'eloigne de l'interface. Physiquement, c'est une manifestation de la longueur l. Les spectres mesures sont quantitativement expliques par le formalisme quasi-classique de l'equation d'usadel. Lorsque l'or est en contact avec le niobium est de faibles dimensions, quelques dizaines de nanometres, la densite d'etats montre un minigap
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Marko, Hakim. "Développement de dispositifs photovoltaïques à base de CIGSe à grande bande interdite." Grenoble INPG, 2010. http://www.theses.fr/2010INPG0003.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse ont pour objectif d'améliorer la compréhension de la dégradation observée des dispositifs photovoltaïques à base de Cu(ln,Ga)Se2 (ClGSe) à large bande interdite (EG > 1,2 eV), c'est-à-dire pour des rapports en gallium xGa=[Ga]/([ln]+[GaJ) supérieurs à 30 %. Deux axes de travail répondant à la problématique se sont dégagés, l'un focalisé sur la mise en place de protocoles de croissance par co-évaporation thermique spécifiques au CIGSe à grand gap, l'autre étant centré sur le développement de couche tampon alternative au CdS à base de Zn(O,S) déposé par couche atomique (ALD, en collaboration avec l'université d'Uppsala en Suède) et pulvérisation réactive. A forte teneur en gallium (xGa rv 50 %), il s'est avéré que la croissance du CIGSe, ainsi que sa stœchiométrie en cuivre constituent des facteurs clefs à contrôler afin d'améliorer sensiblement les propriétés photovoltaïques des dispositifs. Un modèle a été proposé afin de mieux comprendre l'influence du taux de cuivre à forte teneur en gallium. L'optimisation de la recette de Zn(O,S) déposé par ALD a également permis de maximiser les rendements de conversion des dispositifs jusqu'à des valeurs proches de 15 %. Il est suggéré que le contrôle de la stœchiométrie de la couche de Zn(O,S) a résulté en l'ajustement favorable de la discontinuité de bandes de conduction électroniques à l'interface avec le CIGSe. Le dépôt de la couche tampon alternative par pulvérisation réactive a révélé une relative innocuité pour la surface de l'absorbeur<br>The goal of this work is to improve the understanding of the experimental suboptimal electrical properties of solar cells based on large bandgap Cu(ln,Ga)Se2 (ClGSe), Le. EG > 1,2 eV and gallium content (xGa=[Ga]/([ln]+[Ga])) higher than 30 %. Ln order to try to answer to the problematic, the work have been focused, firstly, on the implementation of large bandgap ClGSe growth processes by thermal coevaporation and, secondly, on the development of CdS alternative buffer layer based on Zn(O,S) grown by atomic layer de position (AL D, in collaboration with the Uppsala University in Sweden) and reactive sputtering. At high Ga content (xGa rv 50 %), the ClGSe growth and its copper composition seems to be key factors for improving solar cells efficiencies. A model has been proposed in order to better understand the copper content effect at high gallium composition. The adjustment of the Zn(O,S) recipe grown by ALD allowed maximizing devices efficiencies close to 15 %. It is suggested that the control of the Zn(O,S) layer led to the favourable conduction band matching at the interface with the CIGSe. The Zn(O,S) de position by reactive sputtering showed a relative harmlessness for the CIGSe surface
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Gosse, Emmanuel. "Conception et optimisation des mélangeurs à TEC froid en bande K." Lille 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LIL10072.
Full textAbstract:
Le tec froid (non polarise sur le drain) est un element non lineaire employe avantageusement dans les tetes melangeuses de frequences. Habituellement monte en configuration parallele, nous l'avons egalement utilise en serie. Il etait donc interessant de concevoir et de realiser des melangeurs microondes adoptant ces deux configurations dans le but de comparer leurs performances. Afin de simuler le fonctionnement des melangeurs, nous avons developpe deux nouveaux modeles de tec froid, l'un tenant compte de la non linearite de sortie (fonction de vds) et l'autre decrivant correctement les derivees premiere et seconde de la non linearite de transfert (fonction de vgs). La simulation effectuee sur le logiciel mds de hewlett packard nous a permis la recherche des conditions optimales de fonctionnement pour les deux configurations. Apres une premiere realisation au laboratoire en technologie hybride, une seconde en technologie integree monolithique sur asga (mmic) a ete realisee chez le fondeur gec-marconi. Les performances, mesurees au laboratoire, s'averent interessantes et demontrent que la configuration serie presente autant d'interet que la parallele. Par ailleurs, nous avons elabore un programme de calcul numerique original permettant la recherche des impedances de fermeture optimales a toutes les frequences. Cette optimisation, appliquee au cas du melangeur serie, montre la possibilite d'ameliorer tres sensiblement le gain de conversion
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Buret, Mickaël. "Antenne optique tunnel pilotée électriquement : une source lumineuse large bande à l'échelle du nanomètre." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2019. http://www.theses.fr/2019UBFCK084.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour objectif la conception d'une source optique nanométrique, directive, et pilotée électriquement. Le dispositif repose sur l'intégration d'une jonction tunnel émettrice en tant que point d'alimentation d'une antenne optique métallique. L'intégration de ce nouveau type de composant a nécessité une étude approfondie du mécanisme d'émission. Les travaux menés à l'aide de mesures optiques et électriques démontrent que le processus de conversion électron-photon peut être décrit par la désexcitation radiative d'une population électronique portée à haute température par le passage à travers une barrière de potentiel. Le composant développé est un dispositif d'interfaçage entre une couche de contrôle électronique et une émission électromagnétique large bande. Nous avons complété nos travaux par une étude des propriétés de modulation du signal. Le temps de vie des électrons chauds étant très court (ps), la source nanométrique ainsi développée devrait permettre des taux de modulation nettement supérieurs aux technologies s'appuyant sur les semi-conducteurs<br>Nanoscale electronics and photonics are among the most promising research areas providing functional nanocomponents for data transfer and signal processing. By adopting metal-based optical antennas as a disruptive technological vehicle, we demonstrate that an optical antenna coupled to a tunnel junction can be interfaced to create an electronically driven self-emitting unit. This nanoscale plasmonic transmitter operates by injecting electrons in a contacted tunneling antenna feedgap. Under certain operating conditions, we show that the device radiates a broadband light spectrum which can be related to a thermal like spectrum. We propose a model based upon the spontaneous emission of hot electrons that correctly reproduces the experimental findings. The electron-fed optical antennas described here are critical devices for interfacing electrons and photons, enabling thus the development of optical transceivers for on-chip broadcasting of information at the nanoscale. Based on the relaxation of hot carriers with life-times (ps) shorter than semiconductors, this technology could be a new paradigm for high frequency modulation
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Viala, Christophe Asch Mark. "Inversion géoacoustique temps réel de signaux large bande par grands fonds." [S.l.] : [s.n.], 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00258272/fr.
Full text
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Shu, Da. "Réseaux résonnants accordables pour filtrage optique à bande étroite." Phd thesis, Ecole centrale de Marseille, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00781178.
Full textAbstract:
Un filtre a réseau résonnant est une structure simple composée d'un empilement de quelques couches de matériau diélectrique sur lequel est gravé un réseau sub-longueur d'onde. Leur atout principal est la finesse spectrale accessible: en pratique, des facteurs de qualité supérieurs 'a 7000 ont déjà été obtenus. Les domaines d'applications concernés sont les télécommunications optique, la spectroscopie, les lasers, la détection...Nous souhaitons développer le potentiel des filtres à réseau résonnants en étudiant la possibilité d'accorder leur longueur d'onde de centrage par effet electro-optique. Nous avons choisi deux matériaux electro-optiques, le Niobate de Lithium et le Titanate de Baryum, en raison de leurs fortes propriétés électro-optiques. Nous avons développé un outil numérique basé sur la Méthode Modale de Fourier incluant des matériaux anisotropes. Ceci est indispensable pour analyser les effets liés à la polarisation de l'onde incidente. Nous avons compare différentes configurations, permettant une accordabilité forte (jusqu'à 90nm) ou faible, indépendante ou non de la polarisation. Pour chaque cas, une interprétation physique des 105 effets observés est donnée. Enfin, nous concluons par des considérations pratiques concernant la fabricabilité des structures et l'influence des pertes par absorption.
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Ruiz, Paredes Javier Antonio. "Génération d'accélérogrammes synthétiques large-bande par modélisation cinématique de la rupture sismique." Paris, Institut de physique du globe, 2007. http://www.theses.fr/2007GLOB0009.
Full textAbstract:
Afin de rendre les modélisations cinématiques de la rupture sismique plus réalistes au regard des modèles dynamiques, des contraintes physiques ont été introduites. Pour améliorer la modélisation de la vitesse de glissement sur le plan de faille, une évolution du modèle k-2 estproposée qui consiste à décomposer le glissement en sous-événements au travers d'une analyse par bandes de k. Ce modèle permet d'obtenir des vitesses de glissement proches d'une fonctionde type Kostrov, en préservant un spectre rayonné en w2 avec des amplitudes proportionnelles au coefficient de directivité Cd à hautes fréquences. Pour mieux contrôler les effets de directivité, un modèle cinématique basé sur une description de sources composites et sur une loi d'échellerégissant l'extension de la zone de nucléation des sous-événements est proposé. Ce modèle permet de réduire le coefficient de directivité apparent à une fraction de Cd, et de reproduirel'écart-type des relations d'atténuation. Afin de rendre les modèles de sources sismiques plus réalistes, une vitesse de rupture variable compatible avec la physique de la rupture doit être introduite. L'approche suivie qui relie analytiquement l'énergie de fracturation, le glissement et la vitesse de rupture, se traduit par une augmentation des pics d'accélérations modélisés à distance proche. Enfin, pour mieux rendre compte de la complexité de l'interaction du champ d'ondes avec le milieu géologique, une approche semi-empirique combinant le modèle de sources composites et des fonctions de Green Empiriques est proposée. Les simulations obtenues pour le séisme de Yamaguchi (Mw 5,9) reproduisent les principales caractéristiques du mouvement du sol<br>In order to make the broadband kinematic rupture modeling more realistic with respect to dynamic modeling, physical constraints are added to the rupture parameters. To improve the slip velocity function (SVF) modeling, an evolution of the k-2 source model is proposed, which consists to decompose the slip as a sum of sub-events by band of k. This model yields to SVFclose to the solution proposed by Kostrov for a crack, while preserving the spectral characteristics of the radiated wavefield, i. E. A w2 model with spectral amplitudes at high frequency scaled to the coefficient of directivity Cd. To better control the directivity effects, acomposite source description is combined with a scaling law defining the extent of the nucleation area for each sub-event. The resulting model allows to reduce the apparent coefficient of directivity to a fraction of Cd, as well as to reproduce the standard deviation of the new empirical attenuation relationships proposed for Japan. To make source models more realistic, avariable rupture velocity in agreement with the physics of the rupture must be considered. The followed approach that is based on an analytical relation between the fracture energy, the slip and the rupture velocity, leads to higher values of the peak ground acceleration in the vicinity ofthe fault. Finally, to better account for the interaction of the wavefield with the geological medium, a semi-empirical methodology is developed combining a composite source model with empirical Green functions, and is applied to the Yamaguchi, Mw 5. 9 earthquake. The modeled synthetics reproduce satisfactorily well the observed main characteristics of ground motions
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Kruck, Jean-François. "Conception et réalisation d'une cellule de test de circuits planaires dans la bande V(50-75GHz)." Lille 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LIL10002.
Full textAbstract:
L'objectif de la thèse est de réaliser une cellule de mesure permettant la caractérisation d'éléments actifs (transistors, circuits intégrés) ou passifs dans la bande de fréquences 50-75 Ghz (bande V). Nous avons dans un premier temps, conçu et réalisé une transition entre la structure guide rectangulaire des instruments de mesure utilisés dans cette gamme de fréquences et la structure microruban permettant de connecter le composants sous test. Les performances de cette transition sont 1db en insertion et -20db en facteur de réflexion. Dans un second temps, nous avons conçu et réalisé un réseau permettant à la fois la polarisation du composant sous test et son adaptation sous la fréquence de coupure du guide. Les caractéristiques hyperfréquences d'une demi-cellule et son réseau d'adaptation sont : 2 db en insertion et -15db comme facteur de réflexion. Grâce à ces caractéristiques, cette cellule de mesure devient un outil de caractérisation complémentaire aux sondes hyperfréquences. Avec cette cellule, nous avons effectué des caractérisations aussi diverses que la mesure de facteur de bruit et de gain d'amplificateur intégrés autour de 60 Ghz, ainsi que des mesures de gain de conversion et de facteur de bruit de mélangeurs.
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Piotrowicz, Stéphane. "Intégration monolithique de HEMT's sur substrat InP en vue de l'amplification de puissance en bande V." Lille 1, 1999. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1999/50376-1999-253.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l'intégration monolithique de HEMT's sur substrat de phosphure d'indium en vue de l'amplification de puissance en bande V. Cette étude constitue un des axes majeur de la recherche au laboratoire, qui porte sur les potentialités des transistors de la filière GaInAs. La première partie de ce mémoire replace l'étude dans son contexte international, et donne un état de l'art des composants de puissance et des circuits intégrés (MMIC) à la fréquence de 60 GHz. La deuxième partie expose la réalisation, les mesures et la modélisation d'éléments passifs nécessaires à la conception de circuits. La mesure de structures telles que des lignes de transmissions, des résistances, des capacités, ou encore des trous métallisés puis leur rétro-simulation sur le logiciel commercial MDS ont permis d'élaborer une bibliothèque d'éléments passifs fiables jusque 60 GHz propre à la technologie développée au laboratoire. La troisième partie est consacrée aux éléments actifs. Elle porte tout d'abord sur la caractérisation et la modélisation de transistors destines à la mise au point d'une épitaxie et du processus de fabrication adaptés à l'amplification de puissance microonde. L'élaboration d'un schéma équivalent petit signal pour le transistor, valable jusqu'a 60 GHz, fait l'objet d'une attention toute particulière. Puis, les résultats des mesures de composants multi-doigts de grille en guide microruban seront présentés. La dernière partie relie les deux précédentes en décrivant la conception du démonstrateur. Les différentes étapes de celle-ci seront abordées en tenant compte des contraintes imposées sur les modèles des éléments passifs décrits dans la deuxième partie. Une méthodologie de conception progressive est adoptée afin de s'attacher à distinguer le rôle tenu par les principaux éléments des circuits d'adaptation et de stabilisation.
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Journel, Olivier. "Multiplicateur de fréquence bande X en circuit intégré monolithique AsGa : modélisation, conception et réalisation." Lille 1, 1986. http://www.theses.fr/1986LIL10160.
Full textAbstract:
Etude théorique, expérimentale et technologique de multiplicateurs de fréquence à transistors à effet de champ en GaAs à très haut rang d'harmoniques. Prévision des performances limites. Modèle numérique utilisable en C. A. O. Utilisation des modèles pour concevoir et réaliser, en structure monolithique GaAs une source microonde de fréquence 10 GHz stabilisée en fréquence par un signal à 1 GHz et comprenant un amplificateur d'adaptation à l'entrée, le multiplicateur proprement dit, un filtre actif passe-bande centre sur 10 GHz. Conception au moyen d'un logiciel de C. A. O. (Touchstone)
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Chéron, Jérôme. "Méthode d'encapsulation optimale d'une technologie HEMT GaN pour la conception d'amplificateurs large bande à forte puissance et haut rendement destinés aux applications radars en bande S." Limoges, 2011. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/b9607ad9-db5a-4302-8d68-2ee8d6236242/blobholder:0/2011LIMO4010.pdf.
Full textAbstract:
Les applications radars requièrent aujourd’hui des performances très importantes en termes de puissance émise, de rendement et de bande passante, afin de réduire les coûts et l’encombrement des systèmes radars. Le transistor HEMT GaN est la technologie de puissance qui répond le plus favorablement aux applications radars en bande S. Des amplificateurs de puissance peuvent être désormais réalisés en technologie HEMT GaN de forts développements. Au cours de ces travaux de thèse, une nouvelle méthodologie d’encapsulation des barrettes de puissance GaN a été mise en œuvre afin de passer outre les techniques de conception actuelles limitant l’obtention des performances haut rendement sur de larges bandes passantes. Ainsi, une technique de synthèse de boîtier a permis d’assurer un fonctionnement optimal en rendement de la barrette de puissance GaN sur une large bande passante. Des démonstrateurs ont été réalisés et ont démontré des PAE de l’ordre 60%, associées à des puissances de sortie de 50 W sur une bande passante de 25% (autour de 3. 2 GHz) en bande S. Ces démonstrateurs proposent également une très bonne robustesse à de fortes variations de TOS aux fréquences harmoniques et présentent une surface d’adaptation sur 50 ? inférieure à 0. 7 cm²<br>Radar applications require more performances in terms of high efficiency, wideband and output power in order to minimize power consumption, system size and cooling. Henceforth, HEMT GaN transistor is the most suitable technology for high power requirements of radar applications in S-Band. The aim of this thesis is to propose a new methodology for power bar packaging in order to overcome usual design techniques that limit both efficiency and wideband performances. Thus, a package design was optimized to obtain an optimal behaviour of the HEMT GaN power bar and to ensure high efficiency on wide bandwidth. Optimized packaged power bars were realized demonstrating 60% PAE with 50 W output power on 25% bandwidth in S-band (around 3. 2 GHz). The robustness of these amplifiers was highlighted. They can withstand very high SWR at the harmonic frequencies without any change in performance. Moreover, dimensions of these optimized packaged power bars are lower than 0. 7 cm²
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Wlodarczak, Georges. "Spectroscopie sub-Doppler de CH3 35Cl : étude combinée millimétrique et laser - Stark de la bande V6." Lille 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LIL10016.
Full text
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Posson, Hélène. "Fonctions de réponse de grille d'aubes et effet d'écran pour le bruit à large bande des soufflantes." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2008. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/TH_T2121_hposson.pdf.
Full textAbstract:
Le bruit à large bande des soufflantes constitue une contribution relativement importante du bruit d’un moteur d’avion de conception moderne, en particulier en phase d’approche. Il reste toutefois moins bien modélisé que le bruit de raies. Ce travail de thèse vise, d’une part le développement d’un modèle de prédiction du bruit à large bande des soufflantes dû à l’interaction d’une turbulence incidente et d’une roue, tenant compte des effets de grille dans la génération du bruit, et d’autre part la prise en compte de l’effet d’écran dans la propagation d’ondes acoustiques au travers d’une grille d’aubes. Une étude bibliographique est tout d’abord proposée de manière à disposer d’un bilan des nombreux travaux de modélisation de la génération du bruit et de la transparence acoustique d’une grille d’aubes, et du bruit d’interaction. Ceci a conduit au choix du modèle analytique de Glegg, fondé sur la technique de Wiener-Hopf appliquée à une grille d’aubes tridimensionnelle rectiligne. Le modèle de réponse de grille rectiligne est développé pour la transmission d’une onde acoustique se propageant vers l’aval ou vers l’amont et est reconsidéré dans le cas de la génération du bruit précédemment traité par Glegg. Une extension du modèle original est notamment détaillée et validée théoriquement. Elle consiste à fournir une expression analytique du champ diffracté, valide non seulement hors de la grille mais également dans la zone inter-aubes, et par la suite à expliciter le saut de pression instationnaire sur les aubes. Les résultats du modèle sont comparés à ceux obtenus à l’aide de la fonction de réponse de profil isolé proposée par Amiet, montrant l’importance de l’effet d’écran dans la plupart des cas mais également la possibilité d’utiliser la réponse de profil isolé lorsque les aubes sont suffisamment distantes. Le modèle est ensuite adapté de manière à traiter le cas d’une grille d'aubes annulaire à l’aide d’une méthode par bandes et du formalisme des fonctions de Green. Il est alors utilisé pour modéliser le bruit d’interaction d’une turbulence incidente avec une roue annulaire. Plusieurs formulations sont proposées en fonction des hypothèses introduites, leur domaine de validité et leurs limitations actuelles sont mises en évidence. De nouvelles améliorations seront recherchées. Un travail expérimental préliminaire, réutilisable pour des études plus approfondies de l’effet de grille, est réalisé pour une première validation du modèle. Malgré l’existence de nombreux effets d’installation, la puissance acoustique prédite par le modèle de grille d’aubes apparaît en assez bon accord avec l’expérience dans la gamme de fréquences exploitable. Le travail est finalement conclu par une brève étude exploratoire visant à tenir compte de l’effet de l’écoulement tournant dans le modèle d’interaction tout en conservant la plupart des développements réalisés précédemment sous l’hypothèse d’un écoulement axial uniforme.
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Byl, Christophe. "Nouvelle utilisation des structures à effet de champ monogrilles et bigrilles distribuées : application à l'amplification large bande." Lille 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LIL10004.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur une nouvelle utilisation des structures monogrilles et bigrilles distribuées par l'amplification hyperfréquence large bande. Pour mener a bien cette étude, nous avons été amenés à réaliser dans un premier temps différentes structures monogrilles. Ensuite, nous avons développé des modélisations de type distribué basées sur des caractéristiques expérimentales permettant d'étudier les composants dans différentes configurations d'utilisation. Après ces différentes étapes, nous présentons les premiers résultats expérimentaux en régime petit signal et en amplification de puissance qui permettent de mettre en évidence le rôle important que peut jouer la connexion d'impédances terminales sur la grille ou le drain sur le comportement global du transistor. Après avoir validé notre modèle à partir de confrontations théorie expérience, nous effectuons une optimisation de la structure monogrille en étudiant systématiquement l'influence de divers paramètres (développement de grille, nature des impédances terminales). Dans la dernière partie de ce travail, nous réalisons une étude similaire pour la structure bigrille. Nous décrivons successivement les différents composants etudiés, leur caractérisation et le type de modélisation retenue. Nous présentons ensuite les résultats expérimentaux qui débouchent sur des confrontations théorie expérience dans le but de définir une structure optimale. Enfin, en tout dernier lieu, nous présentons des premiers essais industriels de réalisation d'une version integrée monolithique de la structure monogrille mettant en pratique les principes développés au cours de toute cette étude
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Consejo, Christophe. "Capteur magnétique à effet Hall à base de semiconducteur à large bande interdite pour application "haute température"." Montpellier 2, 2004. http://www.theses.fr/2004MON20068.
Full text
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Laurent, Stéphane. "Cavités à bande interdite photonique bidimensionnelle et application à une source de photons uniques indiscernables." Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066535.
Full textAbstract:
Les boîtes quantiques auto-assemblées InAs/GaAs, observées individuellement, constituent des émetteurs de photons uniques. L’émission de photons uniques indiscernables nécessite d’accélérer l’émission spontanée, ce qui peut être réalisé en utilisant une cavité (effet Purcell). Au cours de ce travail de thèse, nous avons développé des cavités à bande interdite photonique bidimensionnelle dans cette perspective. L’étude a d’abord constituée en la réalisation de cavités à cristaux photoniques en GaAs. L’insertion de boîtes quantiques InAs/GaAs dans les structures réalisées a ensuite permis d’isoler une unique boîte, en couplage faible avec un mode d’une cavité. Ce système s’est avéré être une source de photons uniques indiscernables, avec un taux d’indiscernabilité supérieur à 70%. L’indiscernabilité des photons, impossible sans un raccourcissement important de la durée de vie radiative de la boîte quantique, met en évidence un effet Purcell supérieur à 25 dans ce système<br>Isolating a single self-assembled InAs/GaAs quantum dot is a way to produce single photons. Moreover, the successively emitted photons can be indistinguishable if the emission process happens sufficiently fast. This radiative lifetime shortening can be obtained by the use of cavity effects (Purcell effect). In this work we describe the development of two-dimensional photonic band gap cavities for that purpose. A first step was the fabrication of GaAs photonic crystal cavities. Then, inserting a single layer of InAs/GaAs quantum dots in the structure, we managed to isolate a single quantum dot coupled to a single cavity mode, in the weak coupling regime. This system is an indistinguishable single photon source, with a degree of photon indistinguishability of 70 %. The observation of the photon indistinguishability is only possible through a shortening of the emitter lifetime, and indicates that the Purcell effect is more than 25 in this system
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Viala, Christophe. "Inversion géoacoustique temps réel de signaux large bande par grands fonds." Phd thesis, Université du Sud Toulon Var, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00258272.
Full textAbstract:
Les travaux présentés dans ce mémoire visent à développer une méthode globale d'inversion des paramètres géoacoustiques par grands fonds, dans le cadre du REA (Rapid Environmental Assesment ; Evaluation Rapide de l'Environnement)) acoustique opérationnel. La méthode développée utilise du Matched Impulse Response de signaux large bande. La finalité est de renseigner les sonaristes opérationnels du domaine de la lutte anti sous-marine sur les paramètres du fond, afin qu'il puissent améliorer l'évaluation des performances de leurs senseurs acoustiques. Ces travaux doivent fournir des enseignements utiles à la conception du prototype ftitur de REA acoustique STEREO de l'EPSHOM/CMO. La validation du concept s'opère dans cette thèse après la mise en place d'une démarche globale d'inversion basée sur l'ajustement des réponses impulsionnelles mesurées en transmission et des réponses irnpulsionnelles simulées par un modèle prenant en compte les paramètres du fond. Deux étapes d'inversion sont nécessaires visant à retrouver d'une part la configuration expérimentale puis ensuite les caractéristiques de la nature du fond. La méthode d'inversion développée est appliquée de façon quasi-automatisée à un jeu de données synthétiques complexes, élaborées à partir d'un simulateur temps réel de la propagation acoustique. Les essais sur données synthétiques permettent tout d'abord de valider la faisabilité de la méthode quant à ses performances de détection d'une transition horizontale de la porosité, et quant au respect de la contrainte opérationnelle du délai d'estimation. Ils permettent de qualifier de plus l'impact de l'effet Doppler sur les performances de l'inversion. Celle-ci est ensuite testée sur un jeu de données acoustiques et environnementales réelles mis à disposition par le Centre Militaire d'Océanographie de l'EPSHOM. Ces données correspondent à la campagne de REA HERACLES qui a eu lieu par grands fonds, cas défavorable pour l'inversion en raison du faible contenu informatif des signaux. La prise en compte d'un modèle numérique de terrain dans la méthode d'inversion permet de d'inverser un milieu évolutif avec la distance et de synthétiser l'ensemble des résultats de l'inversion des données d'une campagne typique de REA. Ces travaux permettent de dégager des configurations pour lesquelles l'inversion peut fonctionner en temps réel, ce qui valorise le principe de la méthode développée et les développements réalisés.
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Ouzer, Nabil Adam. "Optimisation d'un isolateur coplanaire à déplacement de champ et ondes magnétostatiques opérant en bande X." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSES026/document.
Full textAbstract:
Optimisation d’un isolateur coplanaire à déplacement de champ et ondes magnétostatiques opérant en bande X. Résumé en français non fourni<br>Optimization of an isolator coplanar field displacement and waves magnetostatic operating in X-band. English abstract not supplied
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Rullier, Laurent. "Contribution à la modélisation non-linéaire de HEMTs de puissance : application à l'amplification classe B en bande Ka." Lille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LIL10113.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse a pour objet l'amplification de puissance classe b en bande ka. La conception des circuits hyperfréquences demande des outils de caractérisation et des techniques de modélisation des transistors de plus en plus pointus suivant que la fréquence d'utilisation augmente. En bande ka, notamment, la modélisation des composants doit prendre en compte beaucoup plus d'aspects qu'a plus basse fréquence. Mais les critères de temps et de coût des milieux industriels ne sont pas toujours en adéquation avec les techniques sophistiquées déployées pour obtenir ces modèles. Ces préoccupations ont constitue la base essentielle de nos motivations pour ce travail et nous ont guide dans son déroulement. Le fonctionnement en classe b permet de diminuer la consommation des circuits ce qui est primordial pour les dispositifs embarques. La difficulté majeure de la conception de tels circuits est la modélisation précise des transistors. Les principales non-linéarités du schéma équivalent peuvent être obtenues soit par une représentation a l'aide des équations analytiques soit sous forme de tables de données. A cette fin, en ce qui concerne les éléments passifs du schéma équivalent, nous avons développe le logiciel extract d'analyse et d'aide a la modélisation. Celui-ci nous a permis d'accélérer notablement la mise en oeuvre de la technique de modélisation par tables de mesures. Des comparaisons satisfaisantes entre simulations non-linéaires et mesures de puissance ont prouve l'efficacité de la méthodologie que nous avons développée. Par ailleurs, pour les sources convectives de courant, nous avons mis au point un banc automatique de mesures pulsées des transistors a effet de champ. Enfin, ces outils et ces techniques ont été appliques a l'étude d'étages simples et d'étages push-pull de puissance a 28 GHz en classe b.
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Favre, Jacques. "Etude des défauts d'irradiation par mesure in situ de l'effet Hall dans les semi-conducteurs à faible largeur de bande interdite /." Saclay : Commissariat à l'énergie atomique, 1991. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb354155298.
Full text
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Mouginot, Guillaume. "Potentialités des transistors HEMTs AlGaN-GaN pour l’amplification large bande de fréquence : Effets limitatifs et modélisation." Limoges, 2011. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/4c36e4fd-daca-4684-8b8d-12ab331c721d/blobholder:0/2011LIMO4056.pdf.
Full textAbstract:
Aujourd’hui, la conception de circuits intégrés de puissance hautes fréquences large bande est devenue un enjeu majeur pour les systèmes modernes de défense. Nous proposons dans ce manuscrit une étude du transistor HEMT GaN afin de mettre en évidence son intérêt pour ces applications. Une conception d’amplificateur de puissance large bande 6-18 GHz sur substrat SiC est présentée, démontrant les potentialités de la filière GH25 d’UMS. Malheureusement, pour ces applications hautes fréquences, une étude démontre que le transistor HEMT AlGaN/GaN est limité par deux phénomènes : les effets thermiques et les effets de pièges. Ainsi, un modèle non-linéaire électrothermique incluant les effets de pièges d’un transistor HEMT 8x75 μm est présenté. Les caractérisations effectuées mettent en lumière les limitations des techniques actuelles de modélisation des pièges et nous permettront d’ouvrir de nouvelles perspectives dans ce domaine<br>Nowadays, the design of high-frequency broadband power integrated circuits is an important research axis in modern defense systems. This manuscript proposes a study about GaN HEMT in order to highlight its interest for these applications. The first part consists in design and measurement data of a broadband 6-18 GHz power amplifier. The obtained results demonstrate the performance of UMS GH25 technology based on SiC substrate. Unfortunately, for high frequency applications, AlGaN/GaN HEMT is limited by two phenomena that are thermal and trapping effects. Thus, a non-linear electrothermal model including these effects for a HEMT 8x75 μm is proposed. Some specific characterizations have shown limitations of current techniques for trap modeling and their analyses should open new perspectives in this field
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Garolfi, Luca. "Accélérateur linéaire d'électrons à fort gradient en bande S pour ThomX." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS007/document.
Full textAbstract:
ThomX, un démonstrateur de source Compton compacte de rayons X d’énergie réglable entre 45 et 90 keV, est en construction sur le campus de l'Université Paris-Saclay à Orsay. La thèse s’inscrit dans le cadre de l’upgrade du linac de ThomX qui consiste à réaliser une section accélératrice compacte à fort gradient en bande S (3 GHz) pour porter les faisceaux de ThomX de 50 MeV à 70 MeV. Un accord de collaboration R&D est signé entre LAL et PMB-Alcen pour développer une structure accélératrice en cuivre (OFHC) compacte en bande S à fort gradient. Une étude électromagnétique, thermique et dynamique de faisceau a été effectuée au LAL pour proposer une géométrie optimale de la section accélératrice pour atteindre des gradients accélérateurs très élevés. PMB est en charge d’améliorer les processus de fabrication en commençant par la réalisation des prototypes pour valider les choix technologiques et ensuite fabriquer la section finale pour répondre aux spécifications demandées. Dans un premier temps une étude couplée électromagnétique-thermique-structurelle du canon HF a été effectuée en utilisant le Logiciel d'analyse des éléments finis 3D (ANSYS). Ensuite l’étude électromagnétique et l’optimisation de la géométrie des cellules accélératrices ainsi que la conception des coupleurs de puissance pour constituer les prototypes à impédance constante avec un certain nombre de cellules réduit et la section accélératrice compacte à gradient constant ont été effectuées en utilisant les logiciels CST MWS et HFSS. Puis une étude thermomécanique de la structure accélératrice a été réalisée avec ANSYS pour concevoir et optimiser le circuit de refroidissement pour extraire la chaleur générée par la puissance HF dissipée dans les parois de la structure et garantir une répartition uniforme de la température au long de la structure. Les simulations du vide ont été également réalisées avec le code Monte Carlo pour envisager la meilleure solution de pompage pour le prototype de cuivre et la section finale. En outre, les principales étapes suivies dans la fabrication du Canon HF au LAL et le prototype en aluminium à 7 cellules chez PMB-Alcen ont été présentées. Des tests HF bas niveau du prototype ont été effectués afin de valider la géométrie « processus d’usinage ». Compte tenu des résultats expérimentaux, des problèmes techniques et des contraintes technologiques ont été abordées et certaines solutions ont été proposées pour la fabrication des prototypes en cuivre et de la section finale. Les simulations de la dynamique des faisceaux du Linac de ThomX ont été effectuées en utilisant le code ASTRA. Le but est de réduire autant que possible la dispersion en énergie et l’emittance transverse du paquet d’électrons au point d’interaction avec les impulsions laser, pour préserver la pureté spectrale de rayons X produits. Un modèle aussi proche que possible des caractéristiques des composants réels, tels que le canon HF, la section accélératrice à onde progressive (OP) et les solénoïdes a été pris en compte dans les simulations. Des résultats importants ressortent de ces simulations concernant les paramètres du laser (taille et durée du spot), le champ magnétique maximal des solénoïdes pour la compensation de l'effet de charge espace, le déphasage entre l’onde RF et le laser et l'effet du champ électromagnétique sur la dynamique des électrons. Différentes options pour les paramètres de fonctionnement de la machine et une nouvelle configuration de la position des solénoïdes ont été proposées. L’optimisation des caractéristiques du paquet d’électrons a été obtenue en utilisant un algorithme génétique et les performances finales du faisceau d’électrons ont été mises en évidence<br>The ThomX source should provide quasi-monochromatic high-quality X-rays (range 45-90 keV). The framework of the thesis is the electron beam linac energy upgrade from 50 MeV to 70 MeV necessary to achieve X-rays of 90 keV. For this purpose, the development of a compact high-gradient S-band electron accelerating structure is needed. It implies a research and development (R&D) activity at LAL in partnership with a French company (PMB-Alcen) in the High-Gradient (HG) technology of accelerating structures. The LAL-PMB-Alcen collaboration aims at the fabrication of a normal-conducting HG S-band structure by tackling the technological aspects that limit the achievement of high-gradient acceleration mostly due to vacuum RF breakdown and pulsed heating fatigue. Basically, the electromagnetic and thermal design of the HG S-band accelerating section has been performed at LAL. Meanwhile, PMB-Alcen was in charge to perform the fabrication, tuning and low power tests of prototypes and the final accelerating section. In this work, a fully coupled electromagnetic-thermal-structural finite element analysis on the THOMX RF gun has been performed with Ansys workbench. The HG accelerating section final regular cell dimensions and the power coupler design have been optimized. In particular, the electromagnetic simulation techniques and outcomes have been applied to constant impedance (CI) TW prototypes and also to a constant gradient (CG) final accelerating section. This allowed to verify the geometry choice, validate the fabrication procedure and check the fulfilment of the normal operating conditions. Moreover, a coupled thermo-mechanical study on a CI copper prototype has been performed. The water cooling system has been simulated to validate the capability to extract the heat generated by the dissipated power on the walls of the structure and guarantee a uniform temperature distribution along the section. Also, vacuum simulations have been performed on a 16-cells CI copper prototype and also on the final CG accelerating section. In addition, the main steps for the fabrication of the RF gun at LAL and a 7-cells aluminium prototype at PMB-Alcen have been presented. RF low power tests on the prototype have been performed in order to validate the 3D geometry design and the machining process. Taking into account the experimental results, mechanical problems and technological constraints have been tackled and some solutions have been proposed for the future copper prototype fabrication. Finally, beam dynamics simulations of the ThomX linac has been carried out by ASTRA code. The aim is to reduce as much as possible the energy spread and the transverse emittance to preserve the spectral purity of the produced X-rays, at the electron-photon interaction point. A model as close as possible to the characteristics of the real components, such as RF gun, TW section and solenoids has been considered. Important results came out from these simulations regarding laser parameters (spot size and duration), the maximum magnetic field of solenoids for high space charge effect compensation, dephasing between the RF and laser in the gun and effect of the travelling wave electromagnetic field on the particle dynamics. Different options for the parameter settings of machine operation and a new configuration of the solenoids position have been proposed. An optimization of the beam dynamics properties has been obtained by using a genetic algorithm and the ultimate performances of the electron beam have been highlighted
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Leroy, Paul. "Mesure des champs magnétiques alternatifs et continus dans les plasmas naturels : développement d'un magnétomètre searchcoil à bande étendue." Phd thesis, Université de Versailles-Saint Quentin en Yvelines, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00143222.
Full textAbstract:
Le CETP a une expertise reconnue depuis de nombreuses années dans le domaine des capteurs de champs magnétiques alternatifs en environnement spatial (plasmas naturels et magnétosphère). Ces magnétomètres nommés searchcoils, sont constitués d'un noyau en matériau ferromagnétique sur lequel est bobiné un fil de cuivre. De récentes améliorations ont été apportées aux searchcoils en travaillant sur la forme de leur noyau magnétique : des instruments plus petits et plus légers, à sensibilité égale, ont pu être réalisés pour la mission multisatellite THEMIS par exemple. Par principe, le searchcoil ne permet pas de mesurer les champs magnétiques continus. Dans les expériences spatiales, cette mesure est confiée au magnétomètre fluxgate. Les capteurs de champs magnétiques issus des technologies employées pour la microélectronique (dépôts en couches minces, semi-conducteurs), tels que les capteurs à effet Hall ou les magnétorésistances, n'ont pas des sensibilités comparables à celles des fluuxgates, et ce, à au moins trois ordres de grandeur près ! Le point de départ de notre travail est d'ajoindre au searchcoil un capteur de champ magnétique continu issu de la microélectronique en utilisant le noyau magnétique pour améliorer sa sensibilité et tenter d'atteindre les performances des fluxgates. Ce nouvel instrument aurait pour intérêt de proposer une mesure redondante sur le champ magnétique continu, en utilisant une technologie différente du fluxgate, sans augmentation de l'encombrement puisque le searchcoil est peu modifié par l'introduction du microcapteur.
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Gaquière, Christophe. "Analyse et optimisations de transistors à effet de champ à hétérojonction pour l'amplification de puissance dans la bande Ka." Lille 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LIL10156.
Full textAbstract:
L'amélioration permanente des performances des transistors à effet de champ, en termes de fréquence, puissance ou rendement, a conduit ces composants à remplacer progressivement les tubes à vide dans les amplificateurs hyperfréquences. De plus, depuis quelques années, l'extraordinaire explosion des applications grand public comprenant des circuits de puissance hyperfréquences (radiocommunication sans fil, télécommunications par satellite, systèmes d'anti-collision, d'auto-péage, et de surveillance de la circulation) a renforcé cette tendance. La première partie de ce travail développe une méthode de caractérisation spécifique en statique et en hyperfréquence petit signal des transistors à effet de champ millimétriques en vue d'une utilisation en puissance. Des analyses sont effectuées afin de déterminer les principales limitations de ces composants. Des solutions sont envisagées afin d'améliorer leurs performances. La suite du travail porte sur la caractérisation de ces transistors en fonctionnement grand signal dans la bande de fréquence 26-40 GHz à partir de bancs de mesures en puissance classiques. L'étude continue avec une recherche de l'influence des polarisations drain source et grille source et du développement total de grille sur les comportements en puissance des composants. La dernière partie présente un système automatise de mesures grand signal dans la bande Ka qui permet d'effectuer des mesures en mode load pull à charge active ou en analyseur de réseau standard et d'avoir accès à toutes les grandeurs caractéristiques (gains, puissances, rendements). Ces mesures et analyses ont pour objectifs l'amélioration de la technologie pour les applications de puissance et la validation des modèles non linéaires utilisés pour la conception de circuits hybrides ou monolithiques.
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Besombes, Florent. "Modélisation électrothermique comportementale d'amplicateurs de puissance microondes pour les applications Radars à bande étroite." Limoges, 2012. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/c747e865-0a15-4d10-bcdb-fef35131b91a/blobholder:0/2012LIMO4002.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse concerne le développement d'un modèle électrothermique comportemental d'amplificateur de puissance RF prenant en compte l'effet load-pull pour des applications de radar à bande étroite. Une extension des paramètres S fort signal est proposée pour modéliser des fortes conditions de désadaptations en présence des effets de mémoire haute fréquence et des effets thermiques. Le modèle combine une cellule électrique basé sur les paramètres S fort signal avec une cellule thermique basée sur un modèle thermique réduit. Le modèle a été implémenté dans l'environnement de simulation système Scilab/Scicos. L'identification du modèle à partir de mesures load-pull pulsées isothermes et de simulation thermique tridimensionelle d'un amplificateur de puissance de type HBT AsGa/GAInP fonctionnant en bande X est présentée. Elles ont permis de démontrer les capacités du modèles à reproduire les distorsions induites sur le signal électrique et la température au sein de l'amplificateur en présence fortes désadaptions de l'impédance de sortie<br>This work deals with the electrothermal behavioral modeling of microwave power amplifier including the load-pull effects, for narrow band radar applications. An extension of nonlinear scattering functions is proposed for modeling large ouput impedance mismatches in the presence of high frequency memory and thermal effects. Its combines a nonlinear scattering functions cell for the electrical response with a reduced order thermal model. The model has been implemented in the system-level simulator Scilab/Scicos. The model identification from time domain load-pull measurements and thermal simulations of the 3D integration of an X band HBT AsGa/GaInP power amplifier is presented. They demonstrate the model ability to accurately reproduce transients behaviors of the electrical signals and temperature within the power amplifier for arbitrary load impedances
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Mihelic, François. "Diffusion Brillouin stimulée dans les fibres optiques : amplification Brillouin large bande et laser Brillouin." Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10146/document.
Full textAbstract:
Dans le cadre de ce travail de thèse plusieurs études seront exposées. La première aborde le problème de la conservation de l'information lors d'un processus d'amplification Brillouin. La seconde s'attache à la réalisation d'un amplificateur Brillouin possédant une large bande passante. Enfin la dernière porte sur la réalisation de lasers Brillouin de très grande cohérence. Une étude expérimentale de la transition entre le générateur Brillouin et l'amplificateur Brillouin dans un régime de saturation est effectuée. Elle met en évidence le transfert d'énergie du générateur vers la sonde amplifiée. Nous avons prouvés que même dans un régime où un générateur est puissant, les qualités spectrales de la sonde amplifiée sont préservées quand la résonance est atteinte. Les qualités de l'amplificateur Brillouin nous amènent dans une seconde partie à tenter d'augmenter sa bande passante car l'étroitesse de la bande de gain est une limite à de nombreuses applications, en particulier dans le domaine des télécommunications. Nous explorons la possibilité de travailler avec une pompe spectralement large et démontrons un élargissement spectral dépassant 10 GHz par l'application d'une pompe originellement large. Nous démontrons un laser monomode, d'une largeur spectrale inférieure au kHz, stable en fréquence et en intensité et dont le seuil est accessible par des diodes lasers DFB commerciales. Le montage est compact, robuste et le coût de revient relativement faible. La cavité peut également être utilisée séparément, c'est-à-dire sans pompe attribuée, pour des applications d'affinement spectral ou de filtrage. Enfin, l'application du dispositif à la caractérisation spectrale de lasers cohérents est démontrée et discutée<br>As part of this thesis several studies will be presented. The first presentes the problem of preservation of information in a Brillouin amplification process. The second focuses on the achievement of a Brillouin amplifier with a broad bandwidth. The last part concerns the achievement of Brillouin lasers of high coherence. An experimental study of the transition between Brillouin generator and Brillouin amplifier in a state of saturation is performed. It highlights the transfer of energy from the generator to the probe. We have proven that even in a regime of powerful generator, the spectral qualities of the probe are preserved when the resonance is reached. The qualities of the Brillouin amplifier lead us in a second part to try to increase its bandwidth as narrow band gain is a limitation for many applications, especially in the field of telecommunications. We explore the possibility of working with a large-band pump to achieve broad band amplification. We prove a bandwidth above 10 GHz. We demonstrate a monomode laser, with a spectral width below one kHz, stable in frequency and intensity, in which the threshold is reached by commercial DFB laser diodes. The set-up is compact, robust and cost effective. The cavity can also be used separately, ie without pump assigned, to applications of spectral narrowing or filtering. Finally, the application of the device to spectral characterization of coherent lasers is proved and discussed
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Leroy, Paul Marie Fortune. "Mesures des champs magnétiques alternatifs et continus dans les plasmas naturels : développement d'un magnétomètre search-coil à bande étendue." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2007. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00143222.
Full textAbstract:
Le CETP a une expertise reconnue depuis de nombreuses années dans le domaine des capteurs de champs magnétiques alternatifs en environnement spatial (plasmas naturels et magnétosphère). Ces magnétomètres nommés searchcoils, sont constitués d'un noyau en matériau ferromagnétique sur lequel est bobiné un fil de cuivre. De récentes améliorations ont été apportées aux searchcoils en travaillant sur la forme de leur noyau magnétique : des instruments plus petits et plus légers, à sensibilité égale, ont pu être réalisés pour la mission multisatellite THEMIS par exemple. Par principe, le searchcoil ne permet pas de mesurer les champs magnétiques continus. Dans les expériences spatiales, cette mesure est confiée au magnétomètre fluxgate. Les capteurs de champs magnétiques issus des technologies employées pour la microélectronique (dépôts en couches minces, semi-conducteurs), tels que les capteurs à effet Hall ou les magnétorésistances, n'ont pas des sensibilités comparables à celles des fluuxgates, et ce, à au moins trois ordres de grandeur près ! Le point de départ de notre travail est d'ajoindre au searchcoil un capteur de champ magnétique continu issu de la microélectronique en utilisant le noyau magnétique pour améliorer sa sensibilité et tenter d'atteindre les performances des fluxgates. Ce nouvel instrument aurait pour intérêt de proposer une mesure redondante sur le champ magnétique continu, en utilisant une technologie différente du fluxgate, sans augmentation de l'encombrement puisque le searchcoil est peu modifié par l'introduction du microcapteur<br>Since many years, the CETP has been producing magnetometers to measure alternative magnetic fileds in space (natural plasmas and magnetosphere). Those magnetometers, called searchcoils, are constituted by a ferromagnetic core on which a copper coil is wound. Recently, improvements have been made on the shape of the core to achieve lighter magnetometers, all things being equal. Such magnetometers will be onboard the NASA/THEMIS satellites for example. Due to its physical principle, the searchcoil is not able to measure DC magnetic fields and in scientific space missions, those fields are measured by fluxgates. Magnetic field sensors are widely used in microelectronics but those sensors are far less sensitive than fluxgates (by three orders of magnitude at least). Let us cite Hall effect devices and magnetoresistive sensors. The aim of this work has been to add a DC magnetic sensor, from microelectronics, to the searchcoil and to use the ferromagnetic core of the searchcoil to improve the sensitivity of the DC sensor. The new instrument could provide redundancy on the measurement of the DC magnetic field onboard scientific spacecraft, without any significant increase in mass on the searchcoil
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Vourc'H, Eric. "Filtre optique à bande latérale unique auto-accordable pour les systèmes hybrides fibre-radio." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00817878.
Full textAbstract:
Les filtres optiques à bande latérale unique auto-accordables en longueur d'onde (BLU-AA) s'offrent comme un moyen de compenser les effets de la dispersion chromatique dans les systèmes nécessitant le transport radio-sur-fibre. Les travaux présentés recouvrent l'étude de ces filtres depuis leur élaboration et leur modélisation jusqu'à leur validation dans des expérimentations système hybrides fibre-radio. Un faisceau optique de commande à la longueur d'onde 1,55 µm peut générer par illumination contra-directionnelle un miroir de Bragg dynamique dans un barreau photoréfractif de phosphure d'indium dopé au fer (InP:Fe). Le miroir ainsi généré diffracte un signal dont la longueur d'onde est proche de la longueur d'onde de commande. C'est sur cette base que nous avons conçu les filtres BLU-AA. Le signal d'entrée de ces composants présente un spectre à double bande latérale (DBL) provenant d'une porteuse optique modulée à une fréquence radio. Ce signal est partagé en deux faisceaux d'égales puissances sur les deux accès (signal et commande) du filtre. Chacune des trois composantes du spectre de la commande génère un réseau de Bragg dont seulement deux sont utiles. Lorsque l'angle d'injection des faisceaux d'entrée est correctement ajusté, les réseaux utiles diffractent deux des composantes du signal fournissant le spectre BLU désiré. Si l'angle d'injection détermine la fréquence centrale de fonctionnement du filtre BLU-AA, ce composant dont les réseaux sont dynamiques fonctionne quelle que soit la longueur d'onde du signal à filtrer, dans la mesure où celle-ci se situe dans la fenêtre de transmission autour de 1,55 µm. Une fois ce concept posé, nous avons développé un modèle des filtres BLU-AA et des composants ont été montés puis caractérisés ce qui a permis de vérifier le principe énoncé. En outre, nous avons validé le modèle par confrontation avec les résultats de la caractérisation et les spectres BLU obtenus sont conformes au calcul théorique. Dès lors, la vérification de la compensation des effets de la dispersion chromatique fut la première étape des expérimentations système. Ceci fut fait aussi bien dans le domaine des ondes centimétriques avec des signaux optiques modulés à la fréquence 16 GHz, que dans le domaine millimétrique à la fréquence 31,5 GHz. Finalement deux transmissions de données à 140 Mbit/s comportant à la fois une transmission par fibre optique (sur 14 km) et un bond radio (de 1 m) furent mises en place. Ces deux expérimentations empruntaient la fréquence radio de 16 GHz. Dans le cas d'un signal BLU unique comme dans celui de deux canaux WDM-BLU issus du même filtre BLU-AA, des mesures de taux d'erreur binaire ont prouvé la qualité des liaisons mises en place.
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Pagani, Pascal. "Caractérisation et modélisation du canal de propagation radio en contexte Ultra Large Bande." Phd thesis, INSA de Rennes, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011220.
Full textAbstract:
L'Ultra Wide Band (UWB) est une technique de communication radio à haut débit et courte portée qui utilise des bandes de fréquence de 500 MHz à plusieurs GHz. Cette thèse présente une caractérisation expérimentale du canal de propagation UWB afin de proposer des modèles pour le développement de ces systèmes.<br />Les deux techniques de sondage proposées permettent la mesure du canal statique dans la bande 3,1 – 11,1 GHz et le sondage en temps réel dans la bande 4 – 5 GHz. Plusieurs campagnes de mesure réalisées en environnement intérieur de bureau sont détaillées. Leur analyse permet de dégager les paramètres grande échelle et les évanouissements rapides du canal statique, avec une étude particulière de l'influence de la fréquence. Des études spécifiques sont dédiées aux variations du canal UWB dues au mouvement des antennes et au passage de personnes. Un modèle statistique est proposé, permettant de reproduire les effets du canal de propagation UWB, en configurations statique et dynamique.
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Hyunsik, I. M. "X-band related transport in GaAs/AIAs heterostructures under pressure and in magnetic fields." Thesis, University of Oxford, 1999. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.302493.
Full text
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Ryba, Lukasz. "Nanopositionnement 3D à base de mesure à courant tunnel et piezo-actionnement." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT112/document.
Full textAbstract:
L'objectif de la thèse est l'élaboration de lois de commande de haute performance et leur validation en temps réel sur une plateforme expérimentale 3D de nano-positionnement à base de courant à effet tunnel, développée au laboratoire GIPSA-lab. Elle s'inscrit donc dans le cadre des systèmes micro-/nano-mécatronique (MEMS), et de la commande. Plus précisément, le principal enjeu considéré est de positionner la pointe métallique à effet tunnel (comme en microscopie à effet tunnel STM) contre la surface métallique en utilisant des actionneurs piézoélectriques en X, Y et Z et un micro-levier (comme en microscopie à force atomique AFM) actionné électrostatiquement en Z avec une grande précision et une bande passante élevée. Cependant, la présence de différents effets indésirables apparaissant à cette petite échelle (comme le bruit de mesure, des non-linéarités de natures différentes, les couplages, les vibrations) affectent fortement la performance globale du système 3D. En conséquence, une commande de haute performance est nécessaire. Pour cela, un nouveau modèle 3D du système a été développé et des méthodes de contrôle appropriées pour un tel système ont été élaborées. Tout d'abord l'accent est mis sur de positionnement selon les axes X et Y. Les effets d'hystérésis et de fluage non linéaires présents dans les actionneurs piézoélectriques ont été compensés et une comparaison entre les différentes méthodes de compensation est effectuée. Des techniques modernes de commande robuste SISO et MIMO sont ensuite utilisées pour réduire les effets des vibrations piézoélectriques et des couplages entre les axes X et Y. Le mouvement horizontal est alors combiné avec le mouvement vertical (Axe Z) et une commande du courant tunnel et du micro-levier. Des résultats expérimentaux illustrent le nano positionnement 3D de la pointe, et des résultats de simulation pour la reconstruction de la topographie de la surface ainsi que le positionnement du micro-levier à base d'un modèle multi-modes<br>The objective of this thesis was to elaborate high performance control strategies and their real-time validation on a tunneling current-based 3D nanopositioning system developed in GIPSA-lab. The thesis lies in the domain of micro-/nano mechatronic systems (MEMS) focused on applications of fast and precise positioning and scanning tunneling microscopy (STM). More precisely, the aim is to position the metallic tunneling tip (like in STM) over the metallic surface using piezoelectric actuators in X, Y and Z directions and actuated micro-cantilever (like in Atomic Force Microscope AFM), electrostatically driven in Z direction, with high precision, over possibly high bandwidth. However, the presence of different adverse effects appearing at such small scale (e.g. measurement noise, nonlinearities of different nature, cross-couplings, vibrations) strongly affect the overall performance of the 3D system. Therefore a high performance control is needed. To that end, a novel 3D model of the system has been developed and appropriate control methods for such a system have been elaborated. First the focus is on horizontal X and Y directions. The nonlinear hysteresis and creep effects exhibited by piezoelectric actuators have been compensated and a comparison between different compensation methods is provided. Modern SISO and MIMO robust control methods are next used to reduce high frequency effects of piezo vibration and cross-couplings between X and Y axes. Next, the horizontal motion is combined with the vertical one (Z axis) with tunneling current and micro-cantilever control. Illustrative experimental results for 3D nanopositioning of tunneling tip, as well as simulation results for surface topography reconstruction and multi-mode cantilever positioning, are finally given
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Gérard, Lionel. "Structures de semiconducteurs II-VI à alignements de bande de type II pour le photovoltaïque." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENY070.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l'étude d'hétérostructures de semiconducteurs II-VI à alignements de bande de type II, en particulier sous forme de superréseaux. Il s'agit d'un système qui peut être prometteur pour une application photovoltaïque, et c'est dans cette optique qu'est orienté ce travail. Une première partie traite ainsi d'une réflexion conceptuelle sur l'apport des interfaces de type II au photovoltaïque.Nous présentons ensuite une étude sur la croissance de CdSe et ZnTe par épitaxie par jets moléculaires, sur différents substrats. Ces matériaux sont particulièrement intéressants et adaptés pour cette application car ils ont un gap direct, quasiment le même paramètre de maille, un alignement de bandes de type II, et le CdSe une bande interdite compatible avec le spectre solaire. Mais en contrepartie il s'agit de semiconducteurs binaires qui n'ont aucun atome en commun, de sorte que la croissance d'échantillons avec des épaisseurs précises à la monocouche près constitue un vrai défi. Pour cette raison nous avons procédé à une étude fine des interfaces grâce à des analyses de diffraction de rayons X et de microscopie en transmission, qui nous permet de conclure sur la nature chimique des atomes à proximité des interfaces.Vient ensuite une étude poussée de spectroscopie sur les effets des interfaces de type II sur les porteurs de charges, à travers leur énergie et cinétique de recombinaison. Nous avons développé un modèle analytique qui permet d'ajuster précisément toutes les caractéristiques observées en relation avec ces interfaces, et qui témoigne d'un mécanisme de séparation des charges très efficace. Nous montrons par la suite que ces effets observés sont des caractéristiques intrinsèques de toutes les interfaces de type II, indépendamment des matériaux et des structures, et que ceux-ci nous permettent d'extraire avec précision les valeurs des décalages de bandes entre différents matériaux à alignement de type II<br>This work focuses on the study of II-VI semiconductor heterostructures with type II band alignments, especially in the form of superlattices. This is a system that can be promising for photovoltaic applications, and my work is presented in this perspective. Thus the first part deals with a conceptual reflection on the contribution of type II interfaces for photovoltaics.In a second step I present a study on the growth of CdSe and ZnTe by molecular beam epitaxy on various substrates. These materials are particularly interesting and suitable for this application because they have a direct bandgap, are almost lattice-matched, present a type II band alignment, and CdSe shows a bandgap compatible with the solar spectrum. But in return these are binary semiconductors which have no atoms in common, so that the growth of samples with specific thicknesses close to the monolayer is challenging. For this reason we conducted a detailed study at the interfaces through analysis of X-ray diffraction and transmission electron microscopy, which allows us to conclude on the chemical nature of the atoms near the interfaces.This is followed by a detailed spectroscopy study on the effects of type II interfaces on the charge carriers through their energy and kinetics of recombination. We have developed an analytical model that allows to precisely adjust all the features observed in relation to these interfaces, and shows a very efficient charge separation mechanism. We show later that these effects are inherent characteristics of all interfaces of type II, regardless of materials and structures, and that they allow us to accurately extract the values of band offsets between different materials with type II band alignments
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Campovecchio, Michel. "Méthodes de conception d'amplifications de puissance microondes large bande à transistors à effet de champ : application aux amplificateurs distribués en technologie M.M.I.C." Limoges, 1993. http://www.theses.fr/1993LIMO0181.
Full text
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Favre, Jacques. "Etude des défauts d'irradiation par mesure in-situ de l'effet Hall dans les semi-conducteurs à faible largeur de bande interdite." Palaiseau, Ecole polytechnique, 1989. http://www.theses.fr/1989EPXX0004.
Full textAbstract:
Des échantillons semi-conducteurs des groupes ii-vi, iii-v et iv-vi ont été irradiés a 20k, dans de l'hydrogène liquide, avec des électrons de grandes énergies comprises entre 0,7 et 2,7 mev. Les mesures in situ du coefficient de hall r#h et de la résistivité montrent que l'irradiation introduit un dopage de type p dans les matériaux du groupe iii-v et de type n dans ceux des groupes ii-vi et iv-vi. Une transition semi-conducteur-isolant accompagne l'entrée du potentiel chimique dans la bande interdite. Dans les matériaux du groupe iv-vi, il apparait un état métastable caractéristique de la forte compensation. Les échantillons de tellurure ou séléniure de plomb initialement de type p présentent les deux transitions successives semi-conducteur-isolant-semi-conducteur, ainsi qu'une inversion de type des porteurs majoritaires. L'analyse, suivant un modèle de cascade, de la vitesse de variation, en fluence, de la concentration de porteurs libres permet de situer les niveaux d'états localisés dans la bande interdite ou dans la bande de conduction : 1) dans les matériaux du groupe iv-vi, ces résultats sont confirmés par la saturation de la concentration électronique à fluence élevée, ainsi que par l'étude de la guérison des défauts introduits par l'irradiation : 2) dans les alliages hg#1##xcd#xte, l'analyse de l'accroissement en fluence de la concentration des électrons indique que seules les paires de Frenkel de mercure sont électriquement actives. La position énergétique du niveau d'états localises associe est évaluée, en fonction de la teneur en cadmium de l'alliage, à partir de la valeur limite de la concentration de porteurs
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Bourcier, Eric. "Analyse de fonctionnement en amplification de puissance en bande Ka des transistors HEMT des filières AsGa et InP." Lille 1, 1998. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1998/50376-1998-9.pdf.
Full textAbstract:
L'amelioration permanente des performances des transistors a effet de champ, en termes de frequence, puissance ou rendement, conduit ces composants a remplacer progressivement les tubes a ondes progressives dans les amplificateurs hyperfrequences de puissance pour applications militaires, aeronautiques et spatiales. De plus, depuis quelques annees, l'extraordinaire explosion des applications grand public integrant des circuits de puissance hyperfrequences (telephone mobile, badges d'identification, systemes d'anti-collision, d'autopeage, et de surveillance de la circulation) a accelere cette evolution. Dans ce contexte, les outils d'aide a l'utilisation des transistors a effet de champ de puissance sont d'un besoin imperieux. C'est a ce besoin que s'adresse le present travail. Sa premiere partie explique le fonctionnement du systeme de mesure de puissance que nous avons developpe selon le principe de la charge active, dans la bande de frequence de 26 a 40 ghz. Ce systeme permet de mesurer de facon automatique des transistors a effet de champ dont le developpement totale de grille peut atteindre un millimetre et utilise un logiciel de pilotage mis au point pour preserver le composant dans les conditions d'impedances dangereuses en terme de courant de grille. De plus les calibrages vectoriels en impedance et en puissance mis en uvre permettent une grande precision de mesure. Enfin le systeme permet des investigations de transistors prevus pour des applications soit en circuit hybride, soit en technologie mmic. Dans la deuxieme partie, une etude est effectuee sur la difference de comportement d'un transistor selon que celui-ci est soumis a une puissance d'entree injectee constante ou a une puissance d'entree absorbee constante. Ensuite l'effet de l'instabilite des transistors sur leur comportement est analyse.
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Sandana, Eric Vinod. "Synthèse et maîtrise de la croissance de nanocristaux : applications aux composants à base de semi-conducteurs à grande bande interdite." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/64/06/52/PDF/Eric_Vinod_SANDANA_Ecole_Polytechnique_EDX_447.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail a pour objectif la maitrise de la croissance et l'analyse des propriétés des nanostructures d'oxyde de zinc (ZnO). Trois procédés de fabrication de nanostructures de ZnO ont été étudiés : dépôt chimique en phase vapeur de composés organométalliques (MOCVD), dépôt par ablation laser (PLD) et dépôt par transport physique en phase vapeur (PVT). Les substrats utilisés pour cette étude sont : saphir, silicium, ZnO massif, acier austénitique, mylar et papier. Les nanostructures ont été caractérisées par différentes techniques, notamment la microscopie électronique à balayage, la photoluminescence, la cathodoluminescence, la diffraction de rayon X et des mesures de réflectivité. Une grande variété de formes de structures a été obtenue par les trois procédés de croissance : nanofiles, nanocolonnes, nanocônes, nanopeignes. Mais par PLD on obtient des réseaux de nanocolonnes et nanocônes autoformées, alignées, verticales, homogènes dont les qualités structurales sont excellentes y compris sur des substrats avec lesquels ZnO n'a pas un bon accord paramétrique. Ces nanostructures sont obtenues sans utiliser de catalyseur. Leurs propriétés d'émission sont aussi excellentes avec des bandes de défauts, observables en PL, relativement faibles. La faisabilité de composants à base de nano ZnO a été démontrée grâce à la réalisation d'une nanoLED de type n-nanoZnO/ p-Si, mais aussi par la reprise de croissance de GaN sur des nanocônes de ZnO/Si qui agissent comme une couche antireflet (~95% d'absorption de la lumière visible). L'étude a aussi porté sur la fabrication d'un composant transistor couche mince dont les caractéristiques de transfert rectifiante ont été obtenues<br>The objective of this work was to grow, study & control the properties of ZnO thin films & nanostructures. Three growth processes were studied: Metal-Organic Chemical Vapour Deposition (MOCVD), Pulsed Laser Deposition (PLD) & Physical Vapour Transport (PVT). The substrates used were: c-Al2O3; Si, ZnO, steel, mylar & paper. The ZnO was characterized using scanning electron microscopy, photoluminescence , cathodoluminescence , X-ray diffraction & optical reflectivity. A very wide range of ZnO nanostructures was observed, including nanorods, nanoneedles, nanocombs & some novel structures. Self-forming arrays of vertically aligned nanostructures (moth-eye nanocones & nanocolumns (vertical & broadening)) could be obtained by PLD without the use of a catalyst. The various characterisation techniques indicated that these arrays were significantly better crystallized & more highly oriented than those grown by PVT/MOCVD. The feasibility of devices was also demonstrated. A nanoLED (n-nanoZnO/p-Si) had a rectifying I/V characteristic & gave blue/white electroluminescence. Moth-eye coatings on Si, resembling black-silicon, were used as templates for the growth of GaN by MOCVD. Angular-dependent specular reflection indicated that the GaN/ZnO nanostructures were broadband antireflection coatings with < 1% reflection over the visible spectrum for incidence angles < 60°. A back-gate geometry ZnO/Si3N4/SiO2/Si transparent thin film transistor was fabricated. It demonstrated a rectifying transfer characteristic, hard saturation & enhancement mode operation. Id was in the mA range & the VON was ~ 0V. Finally, conductive Amorphous Oxide Semiconductor ZnO was grown at RT on paper & mylar
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Thouvenin, Nicolas. "Études des potentialités des composants à base de nitrure de gallium pour des applications mélangeurs à large bande de fréquence." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10105/document.
Full textAbstract:
Les nouveaux systèmes de télécommunication nécessitent des bandes de fréquence de plus en plus larges et de plus en plus élevées. La fonction de base de ces systèmes étant la transposition de fréquence, l'amélioration des performances des mélangeurs est un critère sans cesse recherché. Pour cela, l’utilisation de nouvelles technologies émergentes et prometteuses est envisagée. Liés à leurs performances en termes de fréquence et de puissance, les transistors GaN suscitent un intérêt pour des applications de mélange. La première partie de ce travail énonce le potentiel de la filière GaN pour des applications hyperfréquences. Les différentes caractéristiques et architectures sont décrites en se focalisant sur des topologies optimales concernant les mélangeurs à base de transistors FET utilisés par la suite. La suite de ce travail présente l’étude de la modélisation électrique des transistors HEMT. La technique de modélisation est tout d’abord présentée puis illustrée à l’aide de deux composants GaN et d’un composant GaAs. Après comparaison mesures/simulations, la modélisation est validée à l’aide de mesures grands signaux.La dernière partie présente les éléments externes aux transistors nécessaires pour la conception de circuits de mélange. A l’aide des techniques de caractérisation développées de mélangeur, l’ensemble des prototypes de mélangeurs « froid » et « chaud » à base de transistors GaN et GaAs ont été mesurés afin de mettre en évidence les potentialités des mélangeurs GaN pour différentes architectures et d’en déterminer les performances face à des circuits de topologie identique à base de transistor GaAs<br>Telecommunication systems require wider and higher frequency bands. The basic function of these systems is the frequency transposition and so improved mixer performance is a criterion constantly sought. For this, the use of new emerging and promising technologies is considered. Related to their performance in terms of frequency and power GaN transistors generate interest for mixing applications. The first part of this work establishes the potential of the GaN sector for microwave applications. The various features and architectures are described focusing on optimal topologies for mixers based FETs transistors used thereafter. Then, this work presents the study of non linear electrical modeling of HEMT transistor. The modeling technique is first presented and then illustrated using GaN and GaAs components. After comparing measurements/simulations, modeling is validated using large-signal measurements. The final section presents the externals elements to the transistors required for circuit design of mixer. Using the mixer characterization techniques developed during this Phd, all prototypes mixers "cold" and "hot" based on GaN and GaAs transistors have been measured in order to highlight the potential of GaN mixers for different architectures compare to the same topologies based on GaAs transistor
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Sejalon, Frédéric. "Conception et réalisation d'amplificateurs cryotechniques faible bruit à base de transistors à effet de champ dans la bande 16-20 GHz." Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30201.
Full textAbstract:
Les amplificateurs cryotechniques faible bruit a base de transistors a haute mobilite electronique trouvent des applications a bord de satellites ou sondes spatiales dans tout systeme dont l'antenne de reception ne voit pas la terre: radioastronomie, sciences de l'univers, liaisons inter-satellites. Ce memoire comprend donc une premiere partie consacree a la physique et au fonctionnnement, en particulier a basse temperature, des transistors a haute mobilite electronique (hemt). Dans la seconde partie, nous traitons de la caracterisation aux temperatures cryogeniques, tant en parametres s qu'en parametres de bruit des composants hemt en puce. Une methode originale permettant de s'affranchir du gradient thermique que supportent les cables de liaison, basee sur la mesure d'un transistor a effet de champ non polarise monte en grille commune, est presentee. Des differents resultats experimentaux sont ensuite extraites les evolutions des elements du schema equivalent et des sources de bruit du transistor en fonction de la temperature et de la polarisation. Enfin, nous abordons la conception et la realisation de l'amplificateur cryotechnique. Apres avoir selectionne le composant et la technologie les mieux adaptes au fonctionnement en basse temperature, nous donnons les elements necessaires a la determination d'une topologie optimale d'amplificateur faible bruit. Les resultats de simulation obtenus sur les differents amplificateurs realises au moyen de logiciel d'aide au developpement de circuits micro-ondes sont presentes, avant d'analyser les resultats experimentaux releves a la temperature de l'azote liquide
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Medjdoub, Farid. "Conception et réalisation de transistors à effet de champ à hétérojonction sur substrat InP pour amplification de puissance en bande W." Lille 1, 2004. http://www.theses.fr/2004LIL10093.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est la conception et la réalisation de transistors à effet de champ (TEC) sur substrat InP pour l'amplification de puissance en bande W. Le but est d'étudier les potentialités en puissance de différents TEC dans la filière InP à 94 GHz. La montée en fréquence requiert la diminution des dimensions du composant, ce qui est assurément défavorable à une bonne tenue en tension. Notre défi est de tenter d'élaborer des transistors capables de fonctionner à cette fréquence et possédant une tension de claquage élevée. Nous avons utilisé, pour la modélisation de nos composants, un logiciel bidimensionnel de type Monte Carlo. Il possède la particularité de prendre en compte les phénomènes d'ionisation par impact et permet, donc, de pouvoir estimer les potentialités des structures en terme de claquage. Après avoir optimisé celui-ci de manière à simuler des structures comportant des grilles ultracourtes, nous avons étudié l'influence d'une couche d'InP entre le cap layer et la barrière. Il apparaît, d'une part, que cette couche est bénéfique aux performances fréquentielles en passivant la surface du composant de chaque côté de la grille. D'autre part, nous avons observé une baisse conséquente du nombre d'évènements ionisants dans le canal, ce qui implique une augmentation de la tenue en tension. Ensuite, nous avons comparé une structure à canal GaInAs avec une structure à canal InP. Les résultats théoriques pour la structure à canal InP nous laisse espérer une forte amélioration de la tenue en tension. Il est néanmoins nécessaire d'utiliser une grille ultracourte sur cette structure afin de tenter de combler ses faibles perfonnances fréquentielles. Dans le but de respecter notre cahier des charges, il a été indispensable d'optimiser certaines étapes technologiques du composant<br>Nous sommes notamment parvenus à réaliser des grilles de 50 nm avec un bon rendement et nous disposons sur le même masque de 4 longueurs de grille, allant de 150 nm à 50 nm. Il n'en reste pas moins que la clé du procédé réside dans la réalisation du fossé de grille. En effet, Nous ayons mis évidence les limites de la réduction des dimensions des HEMTs sur substrat InP. Il s'avère que pour une trop faible épaisseur de barrière, les états de surface sur l'AlInAs libérés après la gravure du cap layer deviennent pénalisants. Ils ont pour conséquence un considérable effet kink sur la caractéristique I(V) et une forte augmentation de la capacité grille source qui dégrade complètement la fréquence de coupure du composant. En augmentant l'épaisseur de barrière, nous retrouvons des caractéristiques statiques ainsi que des performances fréquentielles correctes du composant. Néanmoins, dans ce cas, la distance grille canal étant trop élevée, nous observons des effets de canal court pour les grilles sub-100 nm. Pour faire face à ce problème, il est nécessaire de réaliser un fossé de grille le plùs étroit possible afin de réduire au maximum la surface d'AlInAs. Cependant, cette solution, difficile à réaliser technologiquement, n'est pas compatible avec les applications de puissance puisquelle est néfaste à la tension de claquage. Nous avons alors mis au point une solution au scaling des HEMTs sur InP compatible avec les applications de puissance en bande W. Nous avons optimisé un procédé de réalisation du fossé de grille sur une structure comportant une barrière composite InP/AlInAs de 20 nm en enterrant la grille dans la couche d'InP pour la déposer sur l'AIInAs<br>Ce procédé nous permet d'éloigner la surface du gaz bidimensionnel de manière à obtenir un courant de drain élevé et éviter l'effet kink tout en maintenant un rapport d'aspect favorable pour les grilles sub-1OO nm. Il apparaît que les fréquences de coupure Ft évoluent de manière croissante en fonction de la réduction de la longueur de grille. Nous avons atteint des fréquences Ft et Fmax respectives de 210 GHz et 420 GHz. Ce procédé étant validé, nous l'avons appliqué aux structures comportant des canaux tels que l'InP et l'InAsP. Nous sommes parvenus à une fréquence de coupure de 125 GHz et une fréquence maximum d'oscillation de 380 GHz avec une grille de 50 nm pour la structure à canal InP, ce qui représentent les meilleures performances fréquentielles obtenues jusqu'à présent sur ce type de composant. Sur la structure à canal InAsP, nous atteignons une fréquence de coupure de 140 GHz, une fréquence maximum d'oscillation de 430 GHz et un gain maximum disponible à 94 GHz de 13 dB avec une grille de 70 nm. Sa faible ̧conductance de sortie comparée à la structure à canal GaInAs, associée à la barrière composite nous a permis d'atteindre l'état de l'art mondial en puissance des HÉMTs sur substrat InP
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Logbo, Harrod. "Étude des propriétés diélectriques sur un cristal liquide ferroélectrique : effet d'ancrage, champ de dépolarisation et lignes de déchiralisation." Amiens, 2013. http://www.theses.fr/2013AMIE0105.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à l'étude expérimentale des propriétés diélectriques et optiques d'un nouveau cristal liquide ferroélectrique (FLC) en géométrie confinée sous champ statique. Une attention particulière est portée aux effets du champ de dépolarisation, ainsi qu'aux effets ioniques, d'ancrage et d'épaisseur. Dans une première partie, nous étudions par spectroscopie diélectrique la réponse du cristal liquide à une excitation électrique sinusoïdale superposée à un champ continu, dans la phase ferroélectrique chirale SmC*, loin de la température de transition. Les résultats des mesures de permittivité, après cyclages sous champ électrique, présentent une double hystérésis en champ. Cette hystérésis manifeste plusieurs comportements qui ne peuvent être expliqués par les propriétés connues de la structure électrique hélicoïdale d'équilibre en bulk du FLC. Notons, par exemple, la dissymétrie des cycles par rapport à l'origine, et la présence d'un gap des valeurs de la partie réelle de la permittivité à champ nul pour deux passages consécutifs dans un cycle. Dans l'hypothèse où ces comportements seraient d'origine ionique, un protocole expérimental nommée "STEP" a été développé pour réduire les charges ioniques présentes sur la cellule de mesures. Par ailleurs, des observations optiques montrent l'apparition de lignes de déchiralisation dans la phase ferroélectrique lors de la transition de phase induite sous champ, qui présente une hystérésis parallèle à celle des propriétés diélectriques. Le comportement complexe d'apparition et de disparition de ces lignes de déchiralisation est discuté. La deuxième partie du travail est consacrée à plusieurs modèles théoriques utilisés pour tenter d'expliquer les résultats expérimentaux. Une première série de modèles s'appuie sur l'hypothèse ionique, et donne un accord qualitatif correct avec les données de spectroscopie et les données optiques concernant les lignes de déchiralisation. Cependant un modèle concurrent, dans lequel les hystérésis mises en évidence à faible champ sont dues à l'apparition d'un ordre ferriélectrique dans le système des lignes de déchiralisation donne également un bon accord. Ce dernier a en plus l'avantage de rendre compte des courbes d'hystérésis champ/polarisation à double boucles faites en complément des mesures spectroscopiques. Dans une troisième partie, nous étudions l'effet du vieillissement du cristal liquide d’un côté, et de l'intensité de l'ancrage en surface, de l'autre. En vieillissant sous champ les molécules instables du FLC produisent des ions qui, d'une part, modifient le champ de dépolarisation, et donc indirectement la structure électrique statique interne dans les cellules de mesure, et de l'autre, fournissent une contribution directe à leur réponse diélectrique en alternatif. Cette dernière masque partiellement la réponse à basse fréquence de l'hélice dans le FLC : partie réelle de la permittivité diélectrique, amplitude diélectrique, et fréquence de relaxation. En ajustant les diagrammes Cole-Cole à haute fréquence nous retrouvons les effets de l'hélice seule et en étudions les variations en fonction de la température, du champ statique et du temps de vieillissement. Enfin, nous comparons les propriétés diélectriques de nos cellules avec deux types d'ancrage de surface, dont l'un était à l'origine considéré plus intense. Aussi bien pour le vieillissement que pour l'ancrage, nous constatons une modification quantitative peu spectaculaire de plusieurs paramètres diélectriques du FLC, sans que nous soyons capables d'en donner une explication théorique réellement satisfaisante, ni même de mettre en évidence sans équivoque un accroissement de la force d'ancrage ou de la densité ionique<br>This thesis presents the experimental studies of dielectric spectroscopy and optical properties of a new ferroelectric liquid crystal ( FLC ) in confined geometry under static field. Particular attention is paid to the effects of the depolarization field, as well as ions, anchoring and thickness. In the first part of this work, the dielectric response to a low sinusoidal electric excitation superimposed by a DC Bias field is performed in the chiral ferroelectric phase (SmC*) far from the transition temperature. Thus, the dielectric permittivity measurements exhibit a double-hysteresis, after cycling in an electric field. This result shows several behaviors, like (*) the asymmetry of cycles relative to the origin, (**) the presence of gap values between two consecutive passages in first half cycle of the real part of the permittivity at zero field that cannot be explained by the known properties of the equilibrium of the helical structure under electric field, in the FLC bulk. In the assumption that these behaviors would have a ionic origin, an experimental protocol "STEP" has been developed to reduce the ionic charges on the cell measurements. Furthermore, optical observations show the appearance of dechiralization lines in the SmC* phase under field. This observation exhibits a hysteresis parallel to the dielectric measurements. The complex behavior of appearance and disappearance of these dechiralization lines is also discussed. The second part of the work is devoted to several theoretical models to explain the experimental results. The first is based on the ionic hypothesis which gives a correct qualitative agreement with spectroscopic measurements ('(bias)) and optical observations (dechiralization lines). However, a competing model , in which the hysteresis highlighted at weak field, are due to the appearance of a ferrielectric order in the dechiralization lines system gives a better agreement. The latter has the advantage to account for the hysteresis curves of polarization versus electric field, made in addition to the spectroscopic measurements, which present a single-to-double loops as the frequency is varied. In a third part, the effects of aging of the FLC on one hand, and the surface anchoring intensity on the other are investigated. The aging under electric field, the unstable molecules of the FLC produce ions which influence the depolarization field and therefore indirectly the internal structure of the cells. These ions provide a direct contribution to the dielectric properties which partially mask the response of the FLC at the low frequency: real part of the dielectric permittivity, dielectric amplitude and relaxation frequency. By adjusting the Cole -Cole diagrams at high frequency, the effects of the helix are mainly studied as function of different parameters: temperature, static field and aging time. Finally, the dielectric properties of other cells with anchoring considered like more intense have been compared. Both for aging and for anchoring, we see a small quantitative change in the dielectric parameters of the FLC, without being able to give a really satisfactory theoretical explanation