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Dissertations / Theses on the topic 'Isolanti'
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1
Zanni, Andrea. "Spettroscopia dielettrica per la caratterizzazione di fluidi isolanti." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016. http://amslaurea.unibo.it/10670/.
Full textAbstract:
Sono stati introdotti i principali fluidi isolanti utilizzati in elettrotecnica, differenziandoli per strutture molecolari e proprietà dielettriche e spettroscopiche caratteristiche. Sono stati analizzati i diversi meccanismi di polarizzazione elettrica, polarizzabilità delle molecole e modelli di campo in un dipolo molecolare proposti da alcuni ricercatori ed analizzate le perdite dielettriche che compaiono negli oli isolanti elettrici principali, suddividendole per perdite dipolari, da cui il confronto fra diversi modelli teorici, e perdite dovute alla conduzione ionica di portatori di carica mobili.
2
Posa, Alice. "Ottimizzazione delle prestazioni termiche ed acustiche di pannelli sandwich isolanti per facciata." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2021.
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La presente tesi parte dall'analisi termica di una muratura esistente alla quale sono state applicate due soluzioni progettuali diverse con lo scopo di conferire maggiore rigidezza alla struttura e un miglioramento dal punto di vista termico.
La prima soluzione studiata è una struttura autoportante in c.a con isolante eps, mentre la seconda è una struttura di irrigidimento con putrelle HEA 160 con applicato un pannello sandwich ed isolante PIR.
Sono state condotte le analisi termiche e calcolate le rispettive trasmittanze medie per ogni soluzione, attraverso un software di calcolo-Dartwin.
3
Urso, Antonio. "Prove di endurance su materiali isolanti impiegati nei motori elettrici comandati da pwm." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2018.
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Nel progetto di tesi magistrale si sono trattate le problematiche relative agli azionamenti a velocità controllata, correlandole soprattutto allo stress elettrico che questa configurazione comportava sulle macchine elettriche.
Si sono introdotti tali sistemi suddividendoli in motore asincrono trifase, cavo di connessione ed elettronica di potenza, analizzando ognuno di questi elementi in dettaglio.
Il secondo passo è stato analizzare il fenomeno dell’invecchiamento elettrico nei sistemi isolanti.
Facendo quindi riferimento ai sistemi isolanti presenti nelle macchine asincrone si sono analizzate le forme d’onda, l’invecchiamento elettrico e le varie sollecitazioni a cui esso viene sottoposto.
Le sollecitazioni sono state suddivise in meccaniche, termiche ed elettriche con particolare attenzione proprio a quest’ ultime. In particolare si è studiato l’impatto della tensione applicata (ampiezza, frequenza, duty-cycle, polarità e rise time), dei fenomeni di risonanza e del fenomeno di innesco delle scariche parziali.
Unitamente al lavoro di ricerca è stato svolto un lavoro di sperimentazioni su cavi elettrici che andranno a costituire gli avvolgimenti presenti in macchine elettriche.
L’ultima parte dell’elaborato riporta quindi la descrizione degli impianti di prova utilizzati per svolgere le prove (prove di vita e prove di innesco delle scariche parziali), la descrizione delle prove e la tabulazione dei dati sperimentali ottenuti.
I dati ottenuti sono poi stati confrontati con dati ottenuti in precedenza da altri laureandi e sono state elaborate delle conclusioni a scopo comparativo.
4
Tilli, Andrea. "Analisi e caratterizzazione elettro-chimica di sistemi isolanti elettrici a matrice polimerica per applicazioni nucleari." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2019.
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La valutazione delle condizioni di esercizio dei cavi elettrici di bassa tensione è una priorità nella diagnostica dei componenti delle centrali nucleari, in quanto i sistemi di sicurezza si basano proprio su questi componenti. Gran parte di questi cavi vengono installati all’interno del contenimento dei reattori dove le difficili condizioni ambientali, in termini di temperature relativamente elevate, radiazioni gamma, presenza di umidità e sollecitazioni meccaniche possono portare alla degradazione dei materiali. I materiali polimerici che costituiscono l’isolamento e il rivestimento del cavo subiscono i maggiori effetti, diventando sempre più fragili e sempre meno in grado di operare con affidabilità e sicurezza. Questa tesi mira a studiare gli effetti dell’invecchiamento sulle caratteristiche del cavo, al fine di comprendere l’evoluzione delle proprietà elettriche e chimiche associate alla loro degradazione. Il polimero in oggetto è costituito da polietilene reticolato (XLPE) e additivato con antiossidanti (a base fenolica e di tioetere) e ritardanti di fiamma (ATH), invecchiati attraverso un processo accelerato con radiazioni gamma (70 Gy/h) e a una temperatura di 50 °C per un tempo massimo di 168 giorni.
L’impatto dell’invecchiamento e il ruolo che giocano gli antiossidanti sui questi materiali viene monitorato con tecniche diagnostiche di spettroscopia dielettrica, misure delle correnti di polarizzazione e depolarizzazione, tempo di induzione all’ossidazione, FTIR e allungamento percentuale a rottura.
5
Pietrangeli, Marco. "Analisi e caratterizzazione di isolanti polimerici per cavi di bassa tensione utilizzati nelle centrali nucleari." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2020.
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Questo elaborato di tesi ha l'obbiettivo di studiare gli effetti dell’invecchiamento termico e radiativo sui parametri elettrici dell’isolante polimerico, utilizzato nei cavi di bassa tensione nelle centrali nucleari. Il materiale studiato è il polietilene crosslinkato (XLPE), additivato in diverse concentrazioni tra antiossidanti a base fenolica, antiossidanti a base tioeterica e ritardanti di fiamma (ATH). Le tecniche di misura impiegate sono state la spettroscopia dielettrica, la conducibilità e il voltage breakdown in AC.
6
Bartoloni, Francesco. "Realizzazione di un apparato per prove di endurance su materiali isolanti impiegati nei motori elettrici comandati da PWM." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2017.
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Negli ultimi decenni, l’elettronica di potenza grazie ad un ampio sviluppo dato dall’introduzione del DSP (Digital Signal Processor) come regolatore, ed ai progressi nella tecnologia di fabbricazione dei semiconduttori, si è introdotta in modo massiccio nel campo degli ASD (Adjustable Speed Drives) ovvero degli azionamenti a velocità controllata, rivoluzionando sostanzialmente, la tipologia di alimentazione dei motori elettrici che costituiscono tali azionamenti.
Si è infatti passati da tecniche di controllo tradizionali, che consistevano nell’alimentare i carichi direttamente con la rete sinusoidale alternata a 50 o 60 Hz, ad alimentazioni indirette, cioè interponendo tra la rete e la macchina un convertitore elettronico di potenza, cosiddetto PEC (Power Electronic Converter), che fornisce tensioni impulsive, cioè caratterizzate da rapidi fronti di salita e di discesa.
La natura impulsiva e quindi distorta di tali forme d’onda ha fondamentalmente aggravato la sollecitazione elettrica a cui sono sottoposti i materiali isolanti impiegati negli avvolgimenti dei motori elettrici, nasce quindi la necessità di verificare l’adeguatezza dei sistemi isolanti delle macchine elettriche operanti all’interno di un ASD.
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Montanari, Luca. "Surface Plasmon Induced Luminescence as a Tool for Study of the Ageing of Polymeric Materials." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2017. http://amslaurea.unibo.it/13361/.
Full textAbstract:
Lo scopo della presente tesi, svolta presso il Laboratorio LAPLACE di Tolosa, è quello di indagare sulle proprietà ottiche di campioni composti da un substrato di materiale polimerico (bi-axially oriented polyprophilene, BOPP) ricoperto con diversi tipi di elettrodi principalmente tramite misure di elettroluminescenza e di comprendere come queste siano legate al suo deterioramento e invecchiamento
Nella prima parte della tesi, verranno illustrate le misure effettuate su due diverse strutture MIM (metal-insulator-metal), la prima ottenuta utilizzando oro e la seconda utilizzando ITO come elettrodi.
Nella seconda parte, invece, le misure sono state effettuate su campioni multistrato contenenti nano compositi a base di argento, ricoperte con uno strato di ITO che fungerà da elettrodo.
Le misure sulla prima tipologia di campioni hanno evidenziato la presenza di due componenti principali nelle emissioni dovute a elettroluminescenza, una prodotta dal materiale bulk (BOPP) e una scaturita dall’interazione tra il substrato e l’elettrodo metallico, grazie al coinvolgimento dei plasmoni di superficie.
Lo scopo della seconda parte della tesi è quello di comprendere l’effetto che le particelle di argento potrebbero avere sui plasmoni superficiali e sulle emissioni luminose dovute a elettroluminescenza. I risultati ottenuti su questi campioni hanno evidenziato un livello di luce prodotto da elettroluminescenza incredibilmente maggiore rispetto ai campioni aventi ITO e oro come elettrodi.
In conclusione l’impatto delle nano particelle di argento sulle emissioni per elettroluminescenza da BOPP possono essere molteplici e saranno necessari ulteriori studi per comprendere in modo dettagliato tale meccanismo. L’effetto mostrato qui potrebbe risultare molto utile per capire meglio l’elettroluminescenza nei materiali polimerici isolanti da un lato e dall’altro le proprietà foto-fisiche delle nanoparticelle metalliche.
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Rossi, Edoardo. "L'isolamento acustico di facciate, partizioni e solai: un caso di studio a Borgo Montone, provincia di Ravenna." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016. http://amslaurea.unibo.it/10884/.
Full textAbstract:
La presente tesi si occuperà di studiare l'efficienza delle partizioni orizzontali e verticali di un edificio facente parte di un complesso situato a Borgo Montone, in provincia di Ravenna, costruito dalla ditta Acmar, sotto il piano acustico: saranno cercate le conferme dei dati teorici degli elementi costruttivi in un riscontro con i dati acustici studiati nuovamente attraverso le formule.
Saranno tenuti in particolare considerazione l'isolamento acustico di facciata, l'isolamento acustico tra partizioni interne ed, infine, la prestazione acustica dei solai.
9
Foschi, Margherita. ""Multa renascentur". Antico e moderno tra qualificazione e riqualificazione." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2013. http://amslaurea.unibo.it/5586/.
Full textAbstract:
La tesi riporta esperienze progettuali, con approfondimenti sul risparmio energetico e la sostenibilità ambientale, legate alla riqualificazione del patrimonio costruito, allo scopo di aumentare le caratteristiche prestazioinali e diminuire il loro impatto sull'ambiente.
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Marzio, Enrico. "Accessori per sistemi in cavo nella trasmissione dell'energia elettrica in HVDC: definizione di modelli fisici per la caratterizzazione di materiali isolanti, semiconduttivi e varioresistivi." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016. http://amslaurea.unibo.it/11769/.
Full textAbstract:
Lo studio intrapreso si è posto come obiettivo la caratterizzazione dal punto di vista elettrico dei materiali coinvolti nella realizzazione di accessori per applicazioni in HVDC, in particolare mescole isolanti, semiconduttive e varioresistive.
La necessità di un lavoro di questo tipo viene giustificata dalla costante espansione dei sistemi in DC nella trasmissione dell’energia elettrica, i quali presentano caratteristiche fisiche che si differenziano sensibilmente da quelle tipiche dei tradizionali sistemi in AC, dunque richiedono componenti e materiali opportunamente progettati per garantire condizioni di servizio sicure e affidabili.
L’obiettivo della trattazione consiste nello studio di analogie e differenze tra le proprietà elettriche fornite da prove su diverse configurazioni di provini, nella fattispecie di tipo piano e cilindrico cavo. In primo luogo si studiano i provini di tipo piano al fine di ricavare informazioni basilari sul materiale e sulla mescola che lo costituisce e di prendere decisioni relative al proseguimento dei test. Dopo aver effettuato un sufficiente numero di test su varie tipologie di provini piani e aver riconosciuto le mescole più performanti dal punto di vista elettrico, meccanico e termico, si procede alla realizzazione di provini cilindrici stampati, su cui si intraprendono le medesime misure effettuate per la configurazione piana. Questa seconda fase di caratterizzazione è fondamentale, in quanto consente di verificare che le proprietà già studiate su piastra si conservino in una geometria molto più simile a quella assunta dal prodotto finale evitando di sostenere costi onerosi per la produzione di un accessorio full-size.
Il lavoro è stato svolto nel laboratorio elettrico di alta tensione della divisione R&D del gruppo Prysmian di Milano, leader mondiale nella produzione di sistemi in cavo per alte e altissime tensioni.
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Condò, Marco. "Electrical characterization of innovative insulating materials for HVDC energy transmission cable systems." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2019.
Find full textAbstract:
La tesi si è svolta nel corso di uno stage di quasi nove mesi all'interno del laboratorio elettrico di alta tensione del reparto R&D di Prysmian, leader mondiale dei sistemi elettrici in cavo. La tesi si è articolata nelle fasi seguenti:
1) analisi dei fondamenti teorici dei sistemi elettrici in cavo ad alta tensione in corrente continua (HVDC);
2) caratterizzazione elettrica di materiali isolanti innovativi per lo sviluppo di sistemi in cavo HVDC. Più in dettaglio tale caratterizzazione è consistita nelle fasi seguenti:
a) progettazione e/o realizzazione dei set-up di prova;
b) esecuzione delle prove di conducibilità elettrica su provini piani di materiale isolante costituiti da diverse mescole candidate per la realizzazione di cavi modello nella seconda parte della caratterizzazione (vedi seguito);
c) elaborazione dei dati delle prove di cui al punto b) per ricavare i parametri σ0, α e β della conducibilità di ogni mescola isolante testata - e quindi l’andamento della conducibilità delle mescole in funzione della temperatura e del gradiente elettrico – così da selezionare le mescole migliori per la realizzazione dei cavi modello (cavi in scala ridotta con dimensioni standardizzate realizzati ai fini di prove di sviluppo);
d) esecuzione delle prove di tenuta in AC sui cavi modello selezionati;
e) esecuzione delle prove di rigidità ad impulso atmosferico su cavi modello;
f) esecuzione delle prove di stabilità termica su cavi modello.
I risultati di tutte le prove condotte hanno consentito di determinare quali fossero, tra tutte le mescole prese in esame, le più performanti dal punto di vista elettrico.
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Paillet, Philippe. "Effet du procédé de fabrication des isolants sur la charge d'espace créée par rayonnements X : application aux technologies silicium sur isolant." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20042.
Full textAbstract:
Notre etude porte sur les proprietes de piegeage de charges induit par rayonnement x dans les oxydes enterres des technologies silicium sur isolant. Nous avons plus precisement etudie differentes variantes d'oxyde synthetisees par implantation ionique d'oxygene dans le silicium (procede simox). Dans une premiere partie, nous avons recense les principaux defauts structuraux identifies dans sio#2 amorphe puis propose une synthese des defauts electriquement actifs. Apres avoir etabli une approche analytique du piegeage de charges dans les isolants, nous avons tente de relier les derives electriques induites par l'irradiation dans les dispositifs mos (metal-oxyde-semiconducteur) aux parametres physiques des defauts, en terme de densites de pieges et de sections efficaces de capture. D'une part, en agissant sur les variables d'environnement (champ electrique, temperature), nous avons montre l'existence d'un piegeage d'electrons dans les oxydes enterres, et identifie son origine technologique. D'autre part, des mesures d'evolution post-irradiation nous ont permis d'etablir que la charge nette piegee dans l'oxyde est largement distribuee sur des niveaux profonds de la bande interdite de l'isolant. Enfin, nous avons etendu notre etude du piegeage de charges aux materiaux a forte constante dielectrique (zircone stabilisee yttrium, oxyde de tantale)
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Tardieu, Guillaume. "Apport des mesures de luminescence à la compréhension du piégeage et du transport dans les isolants synthétiques." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30103.
Full text
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Guiller, Alexandre. "Croissance épitaxiale d'oxydes fonctionnels sur silicium et caractérisation de couches minces d'oxydes de structure pérovskite." Rennes 1, 2009. http://www.theses.fr/2009REN1S063.
Full textAbstract:
Deux approches complémentaires pour répondre aux problèmes liés à la miniaturisation des circuits intégrés ont été étudiées. La première se rapporte aux diélectriques "high-κ" comme oxydes de grille : des couches de titanate de strontium ont été déposées sur silicium par épitaxie par jets moléculaire, faisant intervenir une barrière sacrificielle de strontium puis une couche d'accord de maille. Les films, épitaxiés, sont très haute qualité cristalline et l'interface avec le silicium est particulièrement abrupte, avec une couche interfaciale de l'ordre de 0,5 nm seulement. Ces films permettent la reprise d'épitaxie d'autres oxydes fonctionnels, par exemple ferro-électriques. La deuxième approche se base sur l’utilisation de la transition isolant-métal de Mott. Une étude détaillée de la croissance et des propriétés a été menée pour le titanate de lanthane. La stœchiométrie en oxygène a été ajustée par une substitution de l'hafnium au titane, permettant de compenser les faibles dérives de la valence du titane, liées à une insertion d'oxygène additionnelTwo complementary approaches to address the issues related to integrated circuits miniaturization were explored. The first one relates to high-κ materials as gate oxide: films of strontium titanate were grown on silicon by molecular beam epitaxy, using the stacking of a sacrificial Srontium barrier and a buffer layer. These strontium titanate films are of high crystalline quality and show very sharp interface with Silicon, the interfacial layer being only 5 Å thick. This template layer was very efficient for the epitaxial regrowth of other functional oxides, as exemplified in the case of the ferroelectrics. The second approach refers to the use of the Mott metal-insulator transition. A detailed study was carried out in the example of lanthanum titanate, a model material. The effect of growth parameters on the metal-insulator transition was examined in detail. The oxygen constant by substituting a fraction of Titanium by Hafnium: indeed, this doping successfully compensates the small drift in Ti valence related to a small additional oxygen excess
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Vâju, George Cristian. "Transition isolant-métal et supraconductivité induites par pulse électrique dans les isolants de Mott AM4X8 (A=Ga, Ge ; M=V, Ta, Nb ; X=S, Se)." Nantes, 2008. http://www.theses.fr/2008NANT2028.
Full textAbstract:
La famille de chalcogénures spinelles lacunaires AM4X8 (A = Ga, Ge ; M = V, Ta, Nb ; X = S, Se) constitue un des rares exemples d’isolants de Mott qui deviennent métalliques sous pression, et même supraconducteurs pour GaTa4Se8 (TC = 8 K) et GaNb4Se8 (TC = 5. 7 K). Dans cette thèse, une transition isolant-métal non-volatile a été obtenue sur des monocristaux de ces composés via une perturbation très différente de la pression : l’application de pulses électriques très courts. Cette transition peut être réversible en inversant le sens d’application des pulses. Dans l’état "métallique", GaTa4Se8 présente un état supraconducteur avec une TC de l’ordre de 5-7 K. La résistance électrique ne tombe toutefois pas à zéro en-dessous de TC, ce qui suggère une supraconductivité de nature granulaire. Cette idée est confirmée par les études de microscopie à effet tunnel qui montrent une séparation de phase électronique, avec coexistence deux types de nano-domaines, les uns métalliques et les autres extrêmement isolants, inclus dans la phase majoritaire isolante. Le mécanisme de cette transition isolant – métal réversible ne semble pas correspondre à ceux répertoriés dans la littérature jusqu’ici. Nos résultats suggèrent l’existence d’un couplage électrostrictif qui génère une compression locale dans le matériaux pendant le pulse, entraînant ainsi une transition de Mott locale pilotée par l’augmentation des intégrales de transfert. Cette étude pourrait constituer la première mise en évidence expérimentale de ce type de phénomène. La réversibilité de la transition ouvre le chemin pour l’application de ces matériaux dans des mémoires non-volatiles de type RRAMThe chalcogenide lacunar spinel family AM4X8 (A = Ga, Ge ; M = V, Ta, Nb ; X = S, Se) is one of the rare examples of Mott insulators that become metallic under pressure, and even superconducting for GaTa4Se8 (TC = 8 K) et GaNb4Se8 (TC = 5. 7 K). During this PhD thesis, a non–volatile insulator to metal transition was obtained on single crystals of these compounds using a external stimuli very different than pressure : the application of electric pulses as short as 100 ns. This transition is reversible using opposite electrical current. In the “metallic like” state, GaTa4Se8 presents a superconducting state with a TC of about 5-7 K. The resistance does however not drop to zero, suggesting a granular superconductivity. This hypothesis is further confirmed by Scanning Tunneling Microscopy studies, showing an electronic phase separation where two types of nanodomains coexist, metallic ones and extremely insulating ones, both immerged into the insulating majority phase. The mechanism of this pulse–induced reversible insulator – metal transition does not seem to be one of those already known in literature. Our results suggest the existence of a electrostrictive coupling that generates a local compression during the pulse application, leading to a bandwidth-change driven Mott transition. This study could be the first experimental evidence of such a phenomenon. The reversibility of the transition opens the way for the application of these materials in non-volatile RRAM memories
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Bègue, Frédéric. "Isolants topologiques et magnétisme." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30392/document.
Full textAbstract:
La découverte de l'effet Hall quantique par von Klitzing en 1980 a ouvert la voie à ce qui sera connu plus tard comme la théorie topologique des bandes. Dans le cadre de cette théorie, on ne s'intéresse plus uniquement à la relation de dispersion énergétique des électrons dans les cristaux, mais aussi à l'organisation topologique de la structure de bande. Cette théorie a permis la découverte d'une nouvelle phase de la matière, représentée par les isolants topologiques. Ces isolants topologiques ont de particulier qu'ils se comportent comme des isolants normaux dans le bulk, mais présentent des états de surface conducteurs. Dans cette thèse, on s'intéresse particu- lièrement aux isolants topologiques dits Z2, pour lesquels les états de surface sont protégés par la symétrie de renversement du temps : ils ne peuvent disparaître en présence d'une perturbation qui préserve cette symétrie sans que le système ne traverse une transition de phase quantique. Pour les isolants topologiques à trois dimensions, nous proposons dans cette thèse, un critère expérimental utilisant les oscillations quantiques magnétiques, permettant d'identifier un type particulier d'isolants topologiques : les isolants topologiques forts. Pour les systèmes à deux dimensions, nous nous sommes intéressés aux phénomènes liés à la rupture de la symétrie par renversement du temps à cause de la présence d'un ordre antiferro- magnétique. Dans ce cas, la symétrie d'importance devient le renversement du temps fois une translation. Dans ce contexte, nous avons tout d'abord établi analytiquement l'expression d'un invariant topologique pour les systèmes présentant aussi la symétrie d'inversion. Nous avons ensuite adapté trois méthodes numériques normalement utilisées dans le cadre des isolants topo- logiques invariants par renversement du temps : la méthode de la phase de jonction, la méthode des centres de charge des fonctions de Wannier et la construction explicite des états de bord. Nous avons montré qu'elles permettaient de tester la nature triviale ou topologique de plusieurs modèles théoriques pour lesquelles aucune méthode n'existait, par exemple les systèmes sans symétrie d'inversionThe discovery of the quantum Hall effect by von Klitzing in 1980 paved the way for what is now known as topological band theory. In this theory, we are interested not only in the energy spectra of the electrons in crystals, but also in the topological structure of the bands. A new phase of matter was discovered thanks to this theory : the topological insulators. Topological insulators are unique in the sense that they behave like trivial insulators in the bulk, but possess metallic edge states. In this thesis, we are particularly interested in so-called Z2 topological insulators, whose edge states are protected by time reversal symmetry : they cannot disappear in the presence of a perturbation that respects this symmetry, without the system undergoing a quantum phase transition. For three-dimensional topological insulators, we propose an experimental criterion based on magnetic quantum oscillations to identify a special kind of topological insulators : the strong topological insulator. In two dimensions, we study the consequences of time reversal symmetry breaking due to anti-ferromagnetic order. In this case, the important symmetry is time reversal times a trans- lation. In this context, we first establish an analytical expression for systems that also have inversion symmetry. We then adapt three numerical methods usually employed for time reversal symmetric systems : the reconnection phase method, the Wannier charge center method and the explicit construction of edge states. We show that they are useful to probe the topology of models for which no methods were available ; such as non-centrosymmetric systems
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Dubost, Vincent. "Étude par microscopie/spectroscopie tunnel de la transition isolant/métal induite par pulses électriques dans GaTa4Se8." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066633.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous avons abordé par la microscopie/spectroscopie tunnel l'étude de deux phénomènes mettant en jeu les interactions entre électrons : la supraconductivité et la transition Métal/Isolant de Mott. L'étude par microscopie/spectroscopie tunnel du graphite intercalé supraconducteur CaC6 a permis qu'il s'agissait d'un supraconducteur bien décrit par la théorie BCSconventionnelle, avec un gap à température nulle de 1,6+/0,2 meV. Toutefois, un léger élargissement des structures spectroscopiques témoignait d'une légère anisotropie du paramètre d'ordre dans le plan ab. Nous avons pu extraire par l'imagerie du réseau de vortex une longueur de cohérence extrapolée à température nulle de 38 nanomètres. La seconde partie du manuscrit est constitué par l'étude de la transition Isolant-Métal induites par pulses électriques dans GaTa4Se8, qui est un isolant de Mott faible, proche de la transition Isolant Métal. L'application du pulse électrique entraine l'apparition de zones métalliques dans une matrice isolante au sein du volume du matériau,ce qui fournit une explication des modèles phénoménologiques développés suite aux mesures de transport. De plus, l'application de rampes de tension lors des mesures spectroscopiques induit une transition Isolant-Métal locale, et pour des tensions encore plus élevées (V > 1. 0V), on observe un gonflement de la surface sous l'effet du champ électrique. L'étude du composé dopé en électrons de formule Ga0,91Zn0,15Ta4Se8 montre que si le dopage induit effectivement une métallicité, la transition observée sous pulse se rapproche plus d'une transition induite par une modification du rapport t/U que d'une transition induite par dopage. Ce manuscrit pose la question de savoir si ces phénomènes sont intrinsèques à GaTa4Se8 ou généralisables aux autres isolants de Mott faiblesIn this PhD thesis, we have studied using scannng tunneling microscopy/spectroscopy the two main phenomena due to interactions between electrons : superconductivity and Mott Metal-Insulator transition. The study of the intercalated graphite CaC6 show that this superconductor is well described by conventionnal BCS theory with a zero temperature gap of 1. 6 +/-0. 2 meV, even if a small spectroscopic broadening suggest a weak anisotropy in the ab plane. The imaging of vortex lattice give for the coherence length extrapolated at zero temperature 38 nanometers. The main part of the manuscript is dedicated to the study of the Electric Pusle Insulator-Metal Transition in the weak Mott Insulator GaTa4Se8. The application of the electric pulse induces the formation of metallic zones in a insulating matrix in the bulk material. These observations provides a natural explanation for the phenomenological model used in transport measurements. The application of voltage sweeps during spectroscopic measurements trigger a local Insulator-Metal transition and for increased biases (V>1. 0V), one can observe a inflation of the surface as an effect of the electric field. The study of electron doped compound Ga0,91Zn0,15Ta4Se8 show that if doping induce a metallicity, the transition induced by the electric pulse is closer to a bandwith controled transition rather than a doping controled transition. This manuscript set the question if this phenomena isintrinsic to GaTa4Se8, or general to the other weak Mott insulators
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Huang, Xiao Lin. "Étude de l'évolution de la morphologie et des propriétés électriques du polytétrafluoroéthylène (PTFE) pour des applications aéronautiques en hautes températures (250 - 400 °C)." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2490/.
Full textAbstract:
L'utilisation des isolants électriques organiques pour les câbles électriques possède de nombreux avantages, telles que leur souplesse, leur légèreté, des bonnes propriétés diélectriques, etc. Ils sont notamment très utilisés dans le domaine aéronautique. Dans un environnement de fonctionnement réel des isolants organiques, nombreux facteurs peuvent diminuer leur performance d'isolation au cours du temps : l'oxygène, l'humidité et le sel dans l'atmosphère, l'élévation de température, l'application d'une tension de service, la vibration des machines, les phénomènes de rayonnement, etc. Avec le développement technologique et la nouvelle conception des machines de plus en plus performantes, les contraintes subies par les isolants peuvent devenir plus sévères. L'étude sur le vieillissement et la dégradation des matériaux diélectriques, dans ce contexte, devient de plus en plus importante. Les isolants organiques que nous avons étudiés sont utilisés comme isolants électriques pour la conception des câbles d'allumage des hélicoptères. Le câble d'allumage se situe dans une zone chaude proche du moteur, où les isolants fonctionnent dans un environnement sévère (haute température, champ électrique élevé, présence d'humidité et d'oxygène, etc. ). Pour les nouvelles générations de moteur, la température maximale de fonctionnement est plus élevée (environ 350 °C), cette contrainte thermique peut provoquer une accélération de la fin de vie de l'isolant et de sa fiabilité. Notre étude est focalisée plus particulièrement sur l'effet de ces contraintes thermiques sur le vieillissement et la dégradation des isolants organiques utilisés. L'objectif de ces travaux de recherche est de connaître les limites d'utilisation, et d'étudier les mécanismes du vieillissement et de la dégradation des isolants électriques, en utilisant des méthodes de caractérisation physico-chimiques, thermiques et électriques. Dans notre cas d'étude, l'extrémité du câble est reliée au connecteur de la bougie, l'isolant du câble (PTFE) peut subir une température d'utilisation maximale d'environ 340 °C, cette température est supérieure à son point de fusion (327 °C). Nous avons donc quantifié le comportement du PTFE avant et après son point de fusion. Deux types d'échantillons ont été caractérisés : des échantillons sous forme de films et sous forme de câbles. Afin d'étudier le vieillissement et la dégradation des isolants (PTFE et PI) dans des conditions proches de la réalité, ces échantillons ont été vieillis sous air à des températures constantes entre 250 et 400 °C pour des durées allant de quelques heures à quelques centaines d'heures. Nous avons ainsi caractérisé la stabilité thermique et les cinétiques de dégradation des isolants en utilisant plusieurs techniques expérimentales : ATG, FTIR, DSC. L'évolution de la structure chimique, de la morphologie moléculaire, de l'état de surface, de la rigidité diélectrique, des décharges partielles entre la gaine métallique et l'isolant du câble a aussi été caractériséeThe use of organic electrical insulators for electric cables has many advantages, such as their flexibility, lightness, good dielectric properties, etc. They are widely used in aeronautic domain. In a real operating environment of organic insulators, many factors may decrease their isolation performance over time: oxygen, moisture and salt spray in atmosphere, high temperature, application of operating voltage, machine vibration, radiation phenomena, etc. With technology development and new design of machines more efficient, insulators may undergo more severe stresses, therefore aging and degradation studies of dielectric materials in this context become more and more important. The organic insulators that we have investigated are used in electric insulators for ignition cables of helicopters. This kind of cable is located in hot area near engine, where electric insulators work in a severe environment (high temperature, high electric field, presence of moisture and oxygen, etc. ). For new generations of engine, the maximum operating temperature is much higher (approximately 350 °C), which may cause acceleration of end-of-life of insulator. Our research work particularly focuses on effect of thermal stress on aging and/or degradation of actually used organic insulators. The objective of our research work is study of usage limit, aging and degradation mechanisms of electric insulator, which is performed by physical-chemical, thermal and electrical characterization methods. The end portion of the cable is connected to the plug connector, cable insulator (PTFE) may undergo maximum operating temperature of about 340 °C, which is higher that the melting temperature (327 °C). Therefore we quantified the behaviour of PTFE at temperature higher than the melting point. We have two kinds of sample for characterization: thin films and cables. In order to study aging and degradation process of insulators (PTFE and PI) under conditions close to reality, samples were aged in air at constant temperatures ranging from 250 to 400 °C for durations ranging from several hours to several hundred hours. We have studies thermal stability, degradation kinetics, chemical structure and molecular morphology evolution of insulators by using several technics: TGA, FTIR, DSC. Chemical structure, molecular and surface morphology, dielectric strength evolution as well as partial discharges phenomena between metal sheath and cable insulator were also characterized
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Hijano, Cubelos Oliver. "Hétérostructures supraconductrices et isolants topologiques." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLS247/document.
Full textAbstract:
La thèse porte sur l'étude théorique des propriétés électroniques à la surface de l’oxyde de métal de transition SrTiO3. Ce matériau est la pierre angulaire de l'électronique des oxydes, un nouveau domaine de recherche qui a pour but d'enquêter sur les oxydes de métaux de transition en tant que candidats post-silicium pour une émergence future de nouveaux composants électroniques. Le SrTiO3 est en soi un système étonnant : dans sa plus pure composition chimique, c’est un bon isolant avec une large bande interdite. Cependant, en le dopant avec de petites quantités d'autres éléments, il se transforme en un métal à haute mobilité d'électrons. Le SrTiO3 a également saisi l'attention en raison de sa capacité à accueillir des gaz d'électrons bidimensionnels (2DEGs) quand il est interfacé avec certains oxydes polaires. Ces 2DEGs présentent des propriétés fascinantes, la plus visible étant la coexistence du magnétisme et de la supraconductivité.La surface du SrTiO3 peut également accueillir des 2DEGs, sans avoir besoin de s'interfacer avec d'autres matériaux ; dans ce cas, les électrons participant aux transports sont générés par des lacunes d'oxygène créées à la surface. Cette observation est remarquable, car le SrTiO3 offre une structure simple où les propriétés des 2DEGs peuvent être étudiées.Cette thèse s’articule autour des deux axes. Tout d'abord, elle étudie la bicouche STO orientée 111, formée de seulement deux cellules unitaires. Deuxièmement, elle analyse les puits quantiques générés par les postes vacants de l'oxygène à la surface 111 du STO. Les deux sujets sont abordés en utilisant des modèles de liaison forte, dans lesquels le Hamiltonien incorpore différents termes liés aux énergies sur place, aux interactions de saut et au couplage spin-orbite. A partir de ces calculs, j’ai réalisé une analyse exhaustive des propriétés, du caractère et de la parité des orbitaux des bandes de valence et de conduction, ainsi que des états de bord dans la bicouche 111The thesis is focused on the theoretical study of the electronic properties at the surface of the transition metal oxide STO. This material is the cornerstone of oxide electronics, an emerging research area that has the goal of investigating transition metal oxides as post-silicon candidates for a future emerging new electronics. STO is in itself an astounding system; in its purest chemical composition is a good ban-insulator with a wide bandgap. Nevertheless, upon doing it with tiny amounts of other elements it transforms itself in a metal with high electron mobility. Even more remarkably, at the lowest temperatures, typically below 300mK, it goes superconductor. And adding to these properties, strain induces also ferroelectricity in this material. Over the last years, STO has also grabbed attention because of its ability of hosting two-dimensional electron gas (2DEGs) when it is interfaced with some polar oxides. Such 2DEGs exhibit fascinating properties, the most conspicuous is the coexistence of magnetism and superconductivity.The surface of STO can host 2DEGs too, without need of interfacing it to other materials; in this case the electrons participating in transport are generated by oxygen vacancies created at the surface. This is remarkable observation, as it affords a simpler structure where the 2DEGs properties can be studied. In spite of the accumulated knowledge, still a better fundamental comprehension is required of the electronic structure of the quantum wells at the surfaces oriented along the 111 direction, for which the perovskite structure is reminiscent of the celebrated honeycomb-like structure of graphene. Contrary to the latter, in which electrons are in s- and p- states, 111 quantum wells in STO would host electrons in d-bands. Higher electronic correlations are then expected, that may bring new fascinating physics.The outline of this Thesis has two main branches: first, it studies the 111-oriented STO bilayer, formed by just two unit cells; secondly it analyzes the quantum wells generated by Oxygen vacancies at the 111-surface of STO. Both subjects are approached using tight-binding models in which the Hamiltonian incorporates different terms related to on-site energies, hopping interactions or spin-orbit coupling. From these calculations, I have carried out an exhaustive analysis of the orbital character and parity properties of valence and conduction bands, as well as edge states in the 111 bilayer. Tight-binding calculations have also shed light on the orbital character, space location and extension and energy of electronic states generated by oxygen vacancies at the 001 surface of STO
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Fruchart, Michel. "Topological phases of periodically driven crystals." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEN025/document.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour but de développer et d'utiliser un cadre cohérent permettant de caractériser les phases topologiques dans des milieux spatialement périodiques induites par une perturbation dépendant périodiquement du temps ("phases topologiques de Floquet" ou "isolants topologiques de Floquet"), en présence de symétries. Ces phases sont des généralisation des isolants topologiques apparues lors de l'étude d'isolants topologiques induits par la lumière ainsi que d'analogues ondulatoires des isolants topologiques (en acoustique, mécanique et optique). De nouveaux invariants topologiques caractérisant ces systèmes sont définis, en particulier en présence d'un renversement du temps fermionique. Les cas, déjà connus dans des situations particulières, des classes complexes A et AIII de Cartan-Altland-Zirnbauer sont généralisés à toutes les dimensions, et leur survivance dans les classes réelles est discutée. Les conséquences physiques potentielles dans des systèmes électroniques sont explorées par des simulations de transport résolues en temps, qui concluent à l'existence de conductances différentielles moyennes quantifiées en présence d'un état de bord topologiqueThis thesis aims at developing and using a coherent framework to characterize topological states in spatially periodic media stemming from a time-periodic drive (« topological Floquet states » or « Floquet topological insulators »), when symmetries are present. Such states are a generalization of topological insulators, which appeared from the study of the control by light of topological insulators, and from the study of the wave-physics versions of topological insulators (in acoustics, mechanics and optics). New invariants characterizing such systems are defined, in particular when fermionic time-reversal is present. The cases of complex classes A and AIII in the Cartan-Altland-Zirnbauer classification, which are already known in particular cases, are generalized to any space dimension, and their survival in real classes is discussed. Potential physical consequences in electronic systems are explored by time-resolved numerical simulation of transport properties, which show evidence of quantized average differential conductances when a topological edge state is present
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Repellin, Cécile. "Numerical study of fractional topological insulators." Thesis, Paris, Ecole normale supérieure, 2015. http://www.theses.fr/2015ENSU0028/document.
Full textAbstract:
Les isolants topologiques sont des isolants qui ne peuvent être différenciés des isolants atomiques que par une grandeur physique non locale appelée invariant topologique. L'effet Hall quantique et son équivalent sans champ magnétique l'isolant de Chern sont des exemples d'isolants topologiques. En présence d'interactions fortes, des excitations exotiques appelées anyons peuvent apparaître dans les isolants topologiques. L'effet Hall quantique fractionnaire (EHQF) est la seule réalisation expérimentale connue de ces phases. Dans ce manuscrit, nous étudions numériquement les conditions d'émergence de différents isolants topologiques fractionnaires. Nous nous concentrons d'abord sur l'étude de l'EHQF sur le tore. Nous introduisons une méthode de construction projective des états EHQF les plus exotiques complémentaire par rapport aux méthodes existantes. Nous étudions les excitations de basse énergie sur le tore de deux états EHQF, les états de Laughlin et de Moore-Read. Nous proposons des fonctions d'onde pour les décrire, et vérifions leur validité numériquement. Grâce à cette description, nous caractérisons les excitations de basse énergie de l'état de Laughlin dans les isolants de Chern. Nous démontrons également la stabilité d'autres états de l'EHQF dans les isolants de Chern, tels que les états de fermions composites, Halperin et NASS. Nous explorons ensuite des phases fractionnaires sans équivallent dans la physique de l'EHQF, d'abord en choisissant un modèle dont l'invariant topologique a une valeur plus élevée, puis en imposant au système la conservation de la symétrie par renversement du temps, ce qui modifie la nature de l'invariant topologiqueTopological insulators are band insulators which are fundamentally different from atomic insulators. Only a non-local quantity called topological invariant can distinguish these two phases. The quantum Hall effect is the first example of a topological insulator, but the same phase can arise in the absence of a magnetic field, and is called a Chern insulator. In the presence of strong interactions, topological insulators may host exotic excitations called anyons. The fractional quantum Hall effect is the only experimentally realized example of such phase. In this manuscript, we study the conditions of emergence of different types of fractional topological insulators, using numerical simulations. We first look at the fractional quantum Hall effect on the torus. We introduce a new projective construction of exotic quantum Hall states that complements the existing construction. We study the low energy excitations on the torus of two of the most emblematic quantum Hall states, the Laughlin and Moore-Read states. We propose and validate model wave functions to describe them. We apply this knowledge to characterize the excitations of the Laughlin state in Chern insulators. We show the stability of other fractional quantum Hall states in Chern insulators, the composite fermion, Halperin and NASS states. We explore the physics of fractional phases with no equivalent in a quantum Hall system, using two different strategies: first by choosing a model with a higher value of the topological invariant, second by adding time-reversal symmetry, which changes the nature of the topological invariant
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Vouyovitch, Laetitia. "Relation entre architecture et rupture diélectrique de composites isolant-isolant : approches expérimentale & théorique." Chambéry, 2004. http://www.theses.fr/2004CHAMS008.
Full textAbstract:
Cette étude est basée sur une approche 'materiau' de la rupture diélectrique de composites (pol yepoxyde-charges minérales) utilisés dans l 'industrie comme isolants soumis a des champs électriques intenses. L'objectif de ce travail est de comprendre la relation entre l'architecture et la rupture diélectrique de ces composites et de déterminer les mécanismes pouvant altérer le caractère isolant des systèmes vieillis sur site industriel. Nous avons montré que ce type de vieillissement conduit a une dégradation chimique de la matrice polymere, a un phénomène de "vieillissement physique" et à une altération de l' adhésion renforts/matrice. Dans le cas des systèmes natifs, le rôle joué par les renforts a eté analysé. Sous champ quasi homogène, les renforts provoquent une chute de la rigidité diélectrique des isolants, alors que sous champ divergent, ces mêmes renforts engendrent une augmentation de la tension de claquage. Les mécanismes a l'origine de cet "effet composite" ont pu etre identifiés a l'aide d'une simulation numérique de la rupture diélectrique prenant en compte la morphologie réelle des isolants. Le rôle joué par la matrice polymère a egalement eté etudié. Il a eté montré, d'une part, que la dégradation chimique de la matrice accompagnée de la formation d'espèces polaires mobiles, conduit a une diminution linéaire de la tension de claquage des composites, et d'autre part, que la densification de la matrice induit, au contraire, une augmentation monotone non-linéaire de cette même tension de claquage. Par l'analyse comparative des comportements sous champ électrique elevé de ces composites vieillis sur site et en laboratoire, nous avons proposé une interrelation révélant que la réduction des propriétés sous champ elevé de ces composites vieillis en conditions industrielles est principalement d'origine chimique, cet effet pouvant être contrebalancé par les effets dus au vieillissement structural qui minimise l'effet de la dégradation chimiqueThis study is based on a "material" approach of dielectric breakdown of composites (poly epoxy -mlneral fillers) used ln industry as insulators to withstand high electric fields. The main objectives of this work is to understand the relationship between architecture and dielectric breakdown of these composites and to determine the mechanisms which may reduce the insulating properties of systems aged ln industrial conditions. It was shown that this kind of aging leads on the one rand to a chemical ,degradation of the polymer matrix, and, on the other rand, to a physical-aging phenomenon and last a reduction of the fillers/matrix adhesion. The role played by the fillers was analysed on "as received" materials. Under quasi homogeneous :field, the fillers induce a decrease ln the field to breakdown, whereas under divergent field, these same fillers induce an increase of the breakdown field. The mechanisms responsffile for this "composite effect' have been illentified thanks to an original numerical simulation of the dielectric breakdown, taking into account the real insulators morphologies. The role played by the polymer matrix was investigated. It was shown, on the one rand, that the cj1emical degradation of polymer matrix (pointed out by a shift of tg to lower temperatures and which results from the formation of polar species), leads to a linear decrease ln the composites field to breakdown, and, on the other rand, that the polymer-matrix densification induces, on the contrary, a monotonous non-linear increase of this breakdown field. By comparative analysis of the behaviours under intense electric field of these composites aged ln laboratory and ln real conditions of application, we propose an inter relationship, which shows that the reduction ln properties of composites aged ln industrial conditions under intense field, originated from chemical degradation penalizing effect could be counter-balanced by the effect related to the structural aging
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Marrache-Kikuchi, Claire. "Effets dimensionnels dans un système désordonné au voisinage des transitions métal-isolant et supraconducteur-isolant." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00325067.
Full textAbstract:
Le transport à très basse température dans des matériaux conducteurs désordonnés implique les phénomènes d'interférences quantiques, de répulsions coulombiennes, et le cas échéant de fluctuations supraconductrices. Deux (2D) étant la dimension critique inférieure pour l'existence des états métallique et supraconducteur, nous avons étudié deux transitions de phase quantiques - la Transition Supraconducteur-Isolant (TSI) et la Transition Métal-Isolant (TMI) - lorsque l'on diminue l'épaisseur d'un système désordonné, ici a-NbSi. La question sous-jacente est celle de l'articulation entre les différentes phases et les conditions d'apparition d'un éventuel état métallique à 2D. Nous avons étudié les TSI induites soit par un champ magnétique soit par le désordre. Les principales caractéristiques observées (renormalisation, rôle de l'orientation du champ) s'interprètent bien dans le cadre de la théorie de M.P.A. Fisher. Cependant nous ne trouvons pas une valeur universelle pour la résistance à la transition et les exposants critiques prévus par cette théorie. Concernant la TMI, nous avons diminué l'épaisseur d'un système métallique jusqu'à tendre vers 2D et l'état isolant. Dans ces deux transitions le passage vers l'isolant montre clairement l'existence d'états dissipatifs à température nulle non prévus par les théories conventionnelles. Nous proposons une interprétation de l'ensemble de nos résultats faisant intervenir une nouvelle phase à 2D entre les états supraconducteur et isolant - un métal de Bose - , prédite par des théories récentes. Nous traçons alors le diagramme de phase du système modèle NbSi en fonction de la concentration et de l'épaisseur des films.
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Marrache-Kikuchi, Claire Akiko. "Effets dimensionnels dans un système désordonné au voisinage des transitions métal-isolant et supraconducteur-isolant." Paris 11, 2006. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00325067.
Full textAbstract:
Le transport à très basse température dans des matériaux conducteurs désordonnés implique les phénomènes d'interférences quantiques, de répulsions coulombiennes, et le cas échéant de fluctuations supraconductrices. Deux (2D) étant la dimension critique inférieure pour l'existence des états métallique et supraconducteur, nous avons étudié deux transitions de phase quantiques - la Transition Supraconducteur-Isolant (TSI) et la Transition Métal-Isolant (TMI) - lorsque l'on diminue l'épaisseur d'un système désordonné, ici a-NbSi. La question sous-jacente est celle de l'articulation entre les différentes phases et les conditions d'apparition d'un éventuel état métallique à 2D. Nous avons étudié les TSI induites soit par un champ magnétique soit par le désordre. Les principales caractéristiques observées (renormalisation, rôle de l'orientation du champ) s'interprètent bien dans le cadre de la théorie de M. P. A. Fisher. Cependant nous ne trouvons pas une valeur universelle pour la résistance à la transition et les exposants critiques prévus par cette théorie. Concernant la TMI, nous avons diminué l'épaisseur d'un système métallique jusqu'à tendre vers 2D et l'état isolant. Dans ces deux transitions le passage vers l'isolant montre clairement l'existence d'états dissipatifs à température nulle non prévus par les théories conventionnelles. Nous proposons une interprétation de l'ensemble de nos résultats faisant intervenir une nouvelle phase à 2D entre les états supraconducteur et isolant – un métal de Bose – , prédite par des théories récentes. Nous traçons alors le diagramme de phase du système modèle NbSi en fonction de la concentration et de l'épaisseur des filmsLow temperature transport in disordered conducting materials imply quantum interference, Coulomb repulsion, and superconducting fluctuations. Since 2D is the lower critical dimension for the existence of metallic and superconducting states, we have studied two quantum phase transitions – the Superconductor-to-Insulator Transition (SIT) and the Metal-to-Insulator Transition (MIT) – when the thickness of a disordered system – here a-NbSi – is lowered. The underlying problem is the transition between the different states and the conditions for a 2D metal to exist. We have studied the field and disorder-induced SIT. The principal characteristics we have observed (renormalization, role of the field orientation) are well explained by M. P. A. Fisher's theory. However, we do not find the critical exponents values and a universal resistance at the transition as predicted by this theory. Concerning the MIT, we have decreased the thickness of a metallic system to reach the dimension 2 and an insulating state. In both transitions, the passage to the insulating state clearly shows the existence of dissipative states at zero temperature that are not predicted by conventional theories. We propose an interpretation of all our results that implies the existence of a novel phase in 2D, a Bose Metal, between the superconducting and the metallic states. This new state has been predicted by recent theories. We trace the corresponding phase diagram for the model system NbSi with respect to concentration and film thickness
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Lavarda, Francisco Carlos. "Transição isolante-metal em polímeros condutores." [s.n.], 1994. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/277448.
Full textAbstract:
Orientador: Bernardo LaksTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin
Made available in DSpace on 2018-07-19T13:34:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lavarda_FranciscoCarlos_D.pdf: 5480014 bytes, checksum: eb68f2e975d8347035fa216180809f2b (MD5) Previous issue date: 1994
Resumo: Os polímeros condutores são materiais que podem ter a sua condutividade elétrica aumentada de várias ordens de grandeza por meio da intercalação de espécies químicas aceitadoras ou doadoras em sua malha polimérica (dopagem) e, dependendo do polímero, pode atingir valores típicos de um metal. Este crescimento é acompanhado de modificações nos espectros de absorção óptica e susceptibilidade magnética, característicos de uma transição isolante-metal. Apesar de geralmente se observar uma termoeletricidade quase-metálica em polímeros altamente dopados, outros dados - como os de absorção no infravermelho, que indicam 'distribuição não-homogênea de carga - mostram que não se trata de metais comuns. A desordem estrutural destes materiais tem sido usada como explicação para uma variedade de fenômenos observados. Neste trabalho, apresentamos uma série de estudos teóricos onde procuramos investigar a influência da desordem na distribuição dos contra-íons dopantes sobre a estrutura eletrônica dos polímeros. A partir de hamiltonianos simples, mostramos que esta desordem é fundamental na previsão teórica de uma transição isolante-metal para o poliacetileno, politiofeno e polianilinas substituídas! Observamos que a segregação de dopantes desempenha papel importante na transição e é um efeito presente nos três polímeros estudados, mesmo usando diferentes tipos de hamiltoniano para cada material. Além disso, provamos que é possível obter espalhamento ressonante de estados eletrônicos para polímeros substituídos dopados, fato que amplia a aplicação do "Random Dimer Model", um modelo sobre a origem da transição isolante-metal que tem sido objeto de intensos estudos
Abstract: Conducting polymers are materials which show a dramatic electric conductivity increase by many orders of magnitude by means of doping by charge transfering reactions with an oxidizing or reducing agent. For some polymers, the conductivity could have values in the metallic regime. This increase brings together some new features in the optical absorption and magnetic susceptibility spectra typical of a insulator-to-metal transition. Despite the quasi-metallic thermopower in the highly doped phase, another data - like the infra-red absorption which indicates non-homogeneus electronic charge distribution - shows that conducting polymers are not common metals. The structural disorder present in this materials have been the explanation for several observed phenomena. In this work, we present a series of theoretical studies to investigate the influence of disorder in the dopant distribution on the polymers' electronic structure. With simple hamiltonians we show that this disorder is of fundamental importance for the insulator-to-metal transition on polyacetylene, polythiophene and substituted polyanilines. We observed that segregation of dopants plays important role in the transition and is present in all the polymers studied, despite the differences in the hamiltonians. Also, we show that is possible to have resonant scattering of electronic states in doped substituted polymers, which extend the "Random Dimer Model". This model about the origin of extended states in disordered systems has been object of lntense studies
Doutorado
Física
Doutor em Ciências
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SOUZA, Lincoln Fonseca de. "Análise Fingerprint em óleo mineral isolante." reponame:Repositório Institucional da UNIFEI, 2018. http://repositorio.unifei.edu.br/xmlui/handle/123456789/1140.
Full textAbstract:
Submitted by repositorio repositorio (repositorio@unifei.edu.br) on 2018-03-13T19:50:24Z
No. of bitstreams: 1
dissertacao_souza1_2018.pdf: 3133672 bytes, checksum: fe9ca54920fd2aabd62ed17792257212 (MD5)Made available in DSpace on 2018-03-13T19:50:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_souza1_2018.pdf: 3133672 bytes, checksum: fe9ca54920fd2aabd62ed17792257212 (MD5) Previous issue date: 2018-01
Mesmo com os avanços tecnológicos que induzem a evolução dos equipamentos utilizados pelo homem, ainda hoje o uso da energia elétrica se dá pela utilização de transformadores de tensão elétrica, seguindo o modelo proposto por Faraday em 1831, baseado na bobina de indução. Dentre as partes fundamentais de um transformador, o sistema de isolamento-refrigeração é composto pelo óleo mineral isolante (OMI) e o isolante sólido (papel tipo Kraft). Para uma distribuição eficiente de energia, é necessário ter equipamentos que operem em excelentes condições garantindo assim a qualidade do serviço prestado. Uma maneira de assegurar o bom funcionamento de um transformador é através de controles de qualidade do óleo isolante e de seu isolamento sólido. O óleo, quando exposto a temperaturas elevadas e estresse elétrico somado a um ambiente oxidante, se degrada, formando compostos polares como álcoois, ácidos carboxílicos, aldeídos e outras substâncias que podem levar a perdas de suas propriedades dielétricas e refrigerantes. Embora existam ensaios que avaliam os parâmetros físicos e químicos dos óleos, é importante o desenvolvimento de ensaios mais rápidos e seletivos como ensaios utilizando técnicas espectroscópicas e cromatográficas. As técnicas fingerprinting, que funcionam como uma impressão digital química são bastante utilizadas em matrizes complexas, como óleo. Esse método combinado com técnicas analíticas hifenadas como a cromatografia a gás acoplada à espectrometria de massas (CG-EM) possui um poderoso meio de identificar muitos compostos ali presentes. Neste trabalho foi otimizado uma metodologia analítica em CG-EM para obtenção dos perfis de um óleo novo e seus biomarcadores, para análise de fingerprinting comparando com amostras que foram envelhecidas termicamente, durante 17 dias, em temperatura fixada em 130°C. Esse envelhecimento acelerado foi feito comparando quatro sistemas composto de OL (somente óleo), P (papel +OMI), C (cobre + OMI) e P+C (papel + cobre + OMI). Para ter a certeza que o envelhecimento acelerado ocorreu, foi utilizado também técnicas espectroscópicas como UV/Vis e FTIR, foi possível observar a formação de compostos tais como cetonas, aldeídos e compostos insaturados. Através do UV/Vis foi obtido informações, os produtos de decaimento dissolvido (DDP), que possui relação direta com os valores de índice de acidez. O sistema P+C foi o que contribui mais para o processo de degradação do óleo, seguido do sistema que continha somente o cobre, que atua como catalisador das reações. O sistema P mostrou-se menos sensível as reações de degradação devido à capacidade das camadas de celulose de absorver compostos de degradação solúveis no OMI. Por análises cromatográficas foi possível obter os perfis da amostra do óleo novo no modo SCAN, no modo SIM, sendo que os perfis foram obtidos analisando os principais grupos de hidrocarbonetos presente no óleo e os biomarcadores como biciclanos, terpanos e esteranos. O grupo dos n-alcanos (m/z 85) mostrou ser uma boa alternativa no estudo da qualidade do óleo que os outros grupos estudados e os biomarcadores (terpanos e esteranos) mostraram-se ineficazes para inferência de qualidade de tal amostra. Essa caracterização química feita no OMI através de CG-EM é de fundamental importância para monitoramento e manutenção preventiva e preditiva dos sistemas de isolamento do óleo e devido à escassez de trabalhos científicos nesta área.
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FLAMENT, OLIVIER. "Etude xps des interfaces polyimide/isolant." Paris 7, 1990. http://www.theses.fr/1990PA077034.
Full textAbstract:
L'etude des interfaces, pour la comprehension des phenomenes d'adherence, entre le polyimide pmda-oda (pyromellitic dianhydride-oxydianiline) et des substrats isolants (al#2o#3 et si#3n#4) est abordee a partir de la technique xps (x-ray photoelectron spectroscopy). Une calibration du spectrometre pour l'obtention de resultats quantitatifs est prealablement effectuee, la methode permettant l'obtention de mesures quantitatives reproductibles qui tiennent compte des conditions operatoires. L'utilisation de depots de polyimide en films minces (<5 nm) a permis de mettre en evidence des differences entre des temps de recuit de 1 h et 5 h a 240#oc au niveau de l'interface polymere-substrat. En effet, parallelement a l'imidisation du polyimide, des variations importantes sont constatees dans le niveau c#1#s (diminution du pic du aux imides, apparition d'un pic supplementaire) et le niveau n#1#s (augmentation de la quantite de liaisons c=n par rapport au polyimide de reference). Ces variations sont attribuees a la formation de liaisons substrat-polymere de type al-o-c pour les substrats d'alumine. Pour les substrats de nitrure, ces changements sont significatifs pour les substrats non traites et traites par plasma o#2, alors que pour ceux ayant subi un traitement d'adherence avec la -aps (-aminopropyltriethoxysilane) aucune difference n'est revelee entre les deux types de recuit. Des tests de pelage ont ete effectues pour les differents cas. Ils mettent en evidence que le recuit prolonge du polyimide (5 h) ameliore l'adherence sur les nitrures non traites ou oxydes par plasma; ceci correlant bien avec la caracterisation par esca de liaisons substrat-polymere
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Ouadi, Rabah. "Conception d'un panneau sandwich isolant-porteur." Lyon, INSA, 1991. http://www.theses.fr/1991ISAL0009.
Full textAbstract:
L'objet de ce travail est de concevoir et d'élaborer un nouveau type de panneau sandwich, associant deux parements en composite ciment mixte (CPA-métakaolin)-verre E et une âme en béton d' Agresta (granulats de bois stabilisé). Pour atteindre cet objectif, la durabilité du composite ciment-verre E, la conductivité thermique et les propriétés mécaniques et physiques du béton d'Agresta, ainsi que le comportement mécanique du panneau sandwich sont étudiés et précisés. Le remplacement de 40 % de ciment CPA 55 par du métakaolin augmente la durabilité des fibres de verre E et accroît la ductilité du composite. Les propriétés du béton d'Agresta (densité de 0,55 ; résistance en compression supérieure à 3 MPa conductivité thermique inférieure à 0,11 W/m°C) en font un matériau isolant porteur. Par contre son absorption d'eau ( 25 % en volume) et ses variations dimensionnelles ( 4 °/00) nécessitent qu'il soit protégé des intempéries. L'adhérence est parfaite entre l'âme et les peaux du sandwich. Son comportement, dans le domaine élastique, peut être prédit par la méthode des éléments finis ou la théorie de flexion des panneaux sandwichsThe aim of this work was to develop a new of sandwich panel : the core was made of a light weigt concrete containing stabilized wood granulates · the coatings consisted of E lass reinforced cement composites. A blended cement ( OPC- metakaolin) was used to enhance the durability of E glass fibres. The durability of E glass reinforced cement composites , the thermal conductivity, mechanical and physical properties of the lightweight concrete were investigate. The mechanical behaviour of the sandwich panel was studied and modelled. The results obtained showed that a blend of 40 % of metakaolin is sufficient to prevent the chemical and physical attacks of E glass fibres and get a ductile composite. The best lightweight concrete had a volumetric mass of 550 kg/m³, a compressive strength higher than 3 MPa and a thermal conductivity coefficient lower than 0. 11 W/m°C. It can be considered as an insulating-bearing material. The mechanical tests performed on the sandwich panels showed a very good bond between the core and the coating's. The behaviour, in the elastic stage, can be approached by the finite elements methods or the sandwich panels flexure theory
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Reboul, Jean-Michel. "Mise au point d'une nouvelle méthode à onde thermique alternative pour l'étude des charges d'espace dans les films diélectriques : techniques expérimentales et protocoles pour le traitement du signal." Caen, 2000. http://www.theses.fr/2000CAEN2070.
Full textAbstract:
Les mesures de charges d'espace constituent aujourd'hui un test reconnu pour la caracterisation des materiaux isolants. Le present travail concerne donc la determination des charges d'espace dans les films dielectriques pour condensateurs. Nous y developpons une nouvelle technique de mesure inspiree de la methode de l'onde thermique (mot) et nous proposons de nouveaux protocoles pour le traitement du signal. Sur le plan experimental, nous avons ameliore la sensibilite des montages classiques mot par l'emploi d'une electrode de mesure thermiquement adaptee et nous avons mis au point un nouveau dispositif pour la generation d'excitations thermiques de profils imposes, notamment alternatifs : le radiateur a commande et controle de temperature (rcct) qui permet d'enchainer successivement des mesures de charges d'espace et de courants de depolarisation thermo-stimules (cdts) sur le meme echantillon sans avoir a demonter la cellule. Sur le plan theorique, apres avoir modelise la charge d'espace et resolu l'equation de la chaleur dans des conditions thermiques realistes, nous avons etudie par simulations les performances des divers montages et les limites de leur pouvoir de resolution. La confirmation experimentale des resultats prevus par les simulations dans le cas des excitations thermiques alternatives nous a permis de proposer une nouvelle technique de mesure : la methode a onde thermique alternative (mota). Des mesures sur films ont ete ensuite realisees. Les hypotheses et les protocoles de traitement du signal ont alors ete discutes pour aboutir aux valeurs numeriques des distributions de charges dans le modele choisi. Nous avons enfin montre que, pour des films d'epaisseur inferieure au pouvoir de resolution des divers montages, on peut encore obtenir de precieux renseignements sur les charges de surface par une autre methode thermique originale dite du plan charge.
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Hajlaoui, Mahdi. "Entre métal et isolant : Dynamique ultrarapide dans l'isolant topologique Bi2Te3 et domaines microscopiques à la transition De Mott Dans V203." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00924392.
Full textAbstract:
Cette thèse présente l'étude de la coexistence métal isolant dans deux systèmes très différents pour la communauté scientifique de la matière condensée : l'isolant topologique 3D Bi2Te3 et le composé prototype de la transition de Mott V2O3. Ces deux systèmes ont été étudiés par des techniques basées sur la spectroscopie de photoélectrons. La première technique utilisée est le TR-ARPES (time and angle resolved photoemission spectroscopy), avec une résolution temporelle de 80 fs, appliquée à l'isolant topologique 3D Bi2Te3 pour distinguer la dynamique ultra-rapide des états métalliques de la surface de celle des états isolants du volume. Cette mesure a permet de comprendre les différents mécanismes de diffusion entre la surface et le volume, ainsi que l'amélioration de la relaxation du cône de Dirac par la préexistence à la sous-surface d'une bande de flexion. La seconde technique utilisée dans cette thèse est le SPEM (scanning photoelectron microscopy), avec une résolution spatiale de 150 nm, permettant d'étudier la coexistence des domaines métalliques et isolants à la transition de Mott dans V2O3 ; cette coexistence a pour origine le caractère 1 er ordre de la transition. La mesure montre une coexistence métal-isolant dans le Cr-dopé : les domaines métalliques sont dus à des centres de nucléations < 150 nm et la forme des domaines est clairement liée à la forme des marches de clivage.
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Moraes, Marta Bueno de. "Estudo teórico de característica elétrica de contato schottky não íntimo metal-isolante amorfo e estrutura metal-isolante-metal." Universidade de São Paulo, 1989. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/54/54132/tde-16012008-104334/.
Full textAbstract:
No presente trabalho foi desenvolvida uma teoria de característica elétrica da estrutura metal-isolante-metal considerando uma camada fina de óxido entre o metal e o isolante, sendo o óxido um outro isolante de banda de energia proibida mais larga. Foi considerada uma distribuição energética uniforme de estados de impurezas à interface óxido-isolante. Estudamos a distribuição real do potencial na região de carga espacial usando a equação de Poisson. Através desta distribuição obtemos a relação entre o potencial de contato e a carga positiva na região de depleção e assim a característica capacitância-voltagem da estrutura. Este tipo de característica é útil para se calcular as características corrente em função do potencial e corrente em função do tempo para um dado potencial e deste modo é importante para o entendimento das estruturas MIM e MOIM.In this work we have developed a theory of electric characteristic of the metal-oxide-insulator-metal structure, considering a thin film of oxide between metal and insulator; the oxide is another insulator of wider forbidden energy gap. A uniform energy distribution of impurity states at the oxide-insulator interface was considered. W e have studied the actual distribution of potential in the region of spatial charge using the Poisson equation. With this distribution we obtain the relation between the contact potential and the charge in the depletion region and then the characteristic potential - capacitance of t his structure. This type of characteristic is useful to calculate the characteristic current - potential, and current-time at a given potential . In this manner it is important to the understanding of MIM and MOIM structures.
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Zencirci, M. Nejat. "Instrumentation et techniques de caractérisation transitoire de diodes métal-isolant-semiconducteur applications au système métal-isolant InP /." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376108959.
Full text
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Adroguer, Pierre. "Propriétés de transport électronique des isolants topologiques." Phd thesis, Ecole normale supérieure de lyon - ENS LYON, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00832048.
Full textAbstract:
Les travaux présentés dans cette thèse ont pour objectif d'apporter à la physique mésoscopique un éclairage concernant la compréhension des propriétés de transport électroniques d'une classe de matériaux récemment découverts : les isolants topologiques.La première partie de ce manuscrit est une introduction aux isolants topologiques, mettant en partie l'accent sur leurs spécificités par rapport aux isolants "triviaux" : des états de bords hélicaux (dans le cas de l'effet Hall quantique de spin en 2 dimensions) ou de surface relativistes (pour les isolants topologiques tridimensionnels) robustes vis-à-vis du désordre.La deuxième partie propose une sonde de l'hélicité des états de bords de l'effet Hall quantique de spin en étudiant les propriétés remarquables de l'injection de paires de Cooper dans cette phase topologique.La troisième partie étudie la diffusion des états de surface des isolants topologiques tridimensionnels dans le régime cohérent de phase. L'étude de la diffusion, de la correction quantique à la conductance (antilocalisation faible) et de l'amplitude des fluctuations universelles de conductance de fermions de Dirac sans masse est présentée. Cette étude est aussi menée dans la cas d'états de surface dont la surface de Fermi présente la déformation hexagonale observée expérimentalement.
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BOUHACINA, TOURIA. "Relaxation dans les verres isolants et semiconducteurs." Toulouse 3, 1989. http://www.theses.fr/1989TOU30150.
Full textAbstract:
Malgre l'apport de nombreuses techniques a la connaissance de l'etat vitreux, il reste encore beaucoup a faire pour expliquer certaines proprietes des verres; les phenomenes de relaxation sont un exemple de celles-ci et le travail presente dans cette these, qui porte essentiellement sur la comprehension des variations thermiques des temps de relaxation spin-reseau a l'aide des theories les plus recentes, s'inscrit dans ce contexte. Les echantillons etudies sont des verres isolants silicates dopes avec l'oxyde de fer et des verres semiconducteurs vanadate de baryum dopes avec l'oxyde de fer. Dans la premiere partie l'auteur a determine la concentration des ions ferriques sur les sites tetraedriques et octaedriques et etudie l'evolution du rapport de leur concentration en fonction de la temperature et de la concentration en fer totale. Dans la deuxieme partie l'auteur a etudie les mecanismes de relaxation dans des verres isolants et semiconducteurs par une methode originale dite methode de modulation, bien adaptee aux valeurs courtes du temps de relaxation spin reseau et qui consiste a detecter la derivee de la composante longitudinale de l'aimantation. L'auteur a pu mettre en evidence pour la premiere fois un mecanisme spin-fracton dans des verres semiconducteurs fortement dopes en oxyde de fer. Dans les echantillons plus conducteurs, la conduction electrique plus intense, oculte completement la relaxation spin-fracton et laisse apparaitre de l'echange
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Achchaq, Fouzia. "Étude hygro-thermique de matériaux isolants fibreux." Amiens, 2008. http://www.theses.fr/2008AMIE0122.
Full textAbstract:
L'objectif de la thèse est l'amélioration des connaissances du comportement hygro-thermique d'isolants de nature minérale et végétale utilisés dans le bâtiment. Deux milieux non tissés sont choisis : la laine de verre et la laine de chanvre. Trois aspects constituent cette étude. La caractérisation structurale des laines aux échelles macroscopique et microscopique (VER, microporosité. . . ), puis une caractérisation hydrique en condition isotherme (sorption/désorption, méthode de la coupelle, microscope électronique à balayage électronique environnemental. . . ) et enfin, une caractérisation thermo-physique (ATG, méthode Alembêta, conductivité thermique. . . )The thesis objective is the understanding of hydric and thermic behavior of mineral and plant insulators used in building field. Two not weaved medias are chosen : glass wool and hemp wool. Three aspects constitute this study. The stuctural characterization of wools according macroscopic and microscopic scales (EVR, microporosity. . . ), then a hydric characterization in isothermal condition (sorption/desorption, cup test, ESEM. . . ) and finally, a thermic characterization (ATG, method Alembêta, thermal conductivity. . . )
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Meyer, Michel. "Contribution à l'étude de la structure et de l'organisation du RNA-2 (isolat S) et des RNA satellites de 5 isolats du TBRV." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37599635j.
Full text
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Meyer, Michel. "Contribution a l'etude de la structure et de l'organisation du rna-2 (isolat s) et des rna satellites de 5 isolats du tbrv." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1986. http://www.theses.fr/1986STR13091.
Full textAbstract:
La sequence de l'arn-2 de l'isolat s comporte une seule phase de lecture ouverte qui correspond a une proteine de p. M. 150 k. La proteine de la coque est localisee dans la region c terminale de la proteine 150 k. Une proteine "de diffusion" se situerait en amont de la proteine de la capside. Les sequences des arn satellites issus d'isolats appartenant aux serotypes s (s et l) et g (g, e et c) comportent toutes une seule phase de lecture ouverte correspondant a une proteine de 48 k. La comparaison des sequences permet de distinguer 2 groupes: les arn s et l d'une part, les arn g, e et c, d'autre part. A l'interieur de chaque groupe, les arn presentent plus de 90% d'homologie de sequence tandis que 63% des nucleotides sont communs aux 5 arn etudies
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Benamara, Zineb. "Elaboration et caractérisation des structures germanium-isolant." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37611761z.
Full text
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Benamara, Zineb. "Elaboration et caractérisation des structures germanium-isolant." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1988. http://www.theses.fr/1988ECDL0013.
Full textAbstract:
Le travail est realise en vue d'obtenir de bonnes proprietes electroniques de l'interface, compatibles avec la realisation des dispositifs mis sur le materiau germanium isolant. Nous avons developpe quatre principales etapes technologiques: 1) polissage du substrat; 2) traitement et controle de la surface avant le depot d'isolant; 3) depot d'isolant; 4) traitement apres le depot d'isolant. Les proprietes physico-chimiques de la surface ont ete analysees par spectroscopie d'electron auger et xps (x-ray electron spectroscopy)
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Thiery, Nicolas. "Transfert de spin dans un isolant magnétique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. https://thares.univ-grenoble-alpes.fr/2019GREAY064.pdf.
Full textAbstract:
La génération et détection de purs courants de spin dans des isolants magnétiques sont au cœur de la spintronique des isolants. Ce nouveau concept émergent permet un transport à longue distance d’une information, dites de spin, grâce à l’absence d’électron de conduction qui favorise la propagation. Un courant de spin peut alors être induit à travers le réseau de spin via une "onde de spin", connue aussi sous le nom de "magnons", ayant des fréquences caractéristiques allant du GHz jusque au THz avec des longueurs d’onde associée entre le µm et le nm. La spintronique des isolants moderne se focalise principalement sur le grenat de fer de yttrium (YIG), un isolant ferrimagnétique, possédant le plus faible amortissement magnétique connu. Mon travail de thèse a consisté à étudier le transport d’onde de spin dans des films de YIG ultra-minces (quelques nm) et de hautes qualités, en exploitant l’interaction spin orbite dans les métaux et les propriétés d’interfaces pour convertir un courant de charge en ondes de spin. Par l’injectant d’une forte densité de courant dans un nanofil de platine (Pt) déposté directement sur le film magnétique, un pure courant magnonique peut être induit/détecté dans le YIG par l’effet direct/inverse Hall de spin dans le Pt. La principale contribution de mon travail a consisté d’étudier cette conversion à des fortes énergies. J’ai notamment démontré expérimentalement, que la conductance de spin dans ce système présent divers régimes impliquant un changement drastique de la densité d’état des magnons. A travers différentes méthodes de mesure comme la diffusion Brillouin, l’effet spin Seebeck et la magnétorésistance spin Hall, je fournis une analyse complète des différents phénomènes entourant le transfert de spin dans des films ultra-minces de YIG. Mes résultats expérimentaux apportent une contribution dans l’exploration de phénomènes collectifs nouveaux tels que la formation de condensats de Bose-Einstein à température ambianteThe generation and detection of pure spin currents circulating in magnetic insulator materials are at the heart of insulating spintronics. It have proven its worth by enabling transport of spin information across large distances, much further than in metals, thanks to the absence of decay mechanism through the delocalized electrons. Spin currents here propagate over localized magnetic moments via spin-waves (SW), or their quanta the magnons, with characteristic frequencies ranging from GHz to THz and associated wavelengths from µm to nm. Recently, considerable attention in the field of insulating spintronics has been given Yttrium Iron garnets (YIG), which is a ferrimagnetic insulator with the lowest known amount of magnetic damping. My thesis work focuses on spin waves transport in high-quality ultra-thin films exploiting spin-orbit tools to interconvert the spin signal into an electrical signal. By injecting a high current density in Pt electrodes deposited few microns apart on top of a YIG film, a pure magnon current propagating in the YIG can be induced/detected via the direct/inverse spin Hall effect. The main contribution of my work is a wide investigating of the spin transfer at large energies. We have found that the spin conductance in this system can cross several regimes that involve a strong change in the magnon distribution. Throughout various techniques such as Brillouin light scattering spectroscopy, spin Seebeck and spin Hall magnetoresistance measurements, we provide a complete analysis of the different phenomena surrounding the spin transport at large energy in thin YIG films and we will show that our experimental findings do not support yet the emergence of the new collective behaviors, such as Bose-Einstein condensation at room temperature
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Le, calvez Kévin. "Signatures of a 4pi periodic Andreev bound state in topological Josephson junctions." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAY099/document.
Full textAbstract:
Les isolants topologiques 3D sont un nouvel état de la matière décrit par un volume iso-lant électriquement et recouvert par des états de surface métalliques. Une jonction Joseph-son topologique (TJJ) formée autour de ces états de surface peut théoriquement contenirun mode lié d’Andreev ayant une périodicité doublée par rapport aux modes liés d’An-dreev conventionnels 2p périodiques. Le mode d’Andreev 4p périodique serait la briqueélémentaire de l’ordinateur quantique topologique. Ainsi, nous étudions la dynamique dece mode particulier lors de mesures de Shapiro sur des jonctions Josephson fabriquées surdes isolants topologiques à base de bismuth.A?n d’identi?er les e?ets d’un mode 4p-périodique dans une mesure de Shapiro, nousutilisons un model phénoménologique permettant de simuler la caractéristique courant-tension d’une TJJ lors de telles mesures. Nous prédisons deux signatures du mode 4p-périodique et estimons leur robustesse face aux e?ets de chau?age par e?et Joule et face àun modèle d’empoisonnement thermiquement activé du mode 4p-périodique.Par des mesures de Shapiro, nous étudions la dynamique des TJJ basées sur le matériausimple qu’est le Bi2Se3. L’observation des deux mêmes signatures précédemment anticipéespar nos simulations, à savoir un ordre d’apparition non conventionnel des pas de Shapiroainsi que la persistance d’un supercourant à la fermeture du plateau de Shapiro n = 0prouve la présence d’un mode 4p-périodique.Notre étude s’est également portée sur un autre isolant topologique le BiSbTeSe2. Nousavons e?ectué sa croissance par cristallisation liquide-solide et avons mis en évidence,par des mesures d’interférométrie supraconductrice une supraconductivité de surface sanstransport électronique par le volumeThree dimensional topological insulators (3D TI) are a new state of matter composedof an electrically insulating bulk covered by metallic surface states. Theoretically, a topo-logical Josephson junction composed of these surface states can host an Andreev Boundstate (ABS) that has twice the periodicity of the conventional 2p periodic ABSs. The4p periodic ABS is expected to be the building block of topological quantum computing.Therefore, we study the dynamic of this particular ABS by performing Shapiro measure-ment on Josephson junctions built with bismuth based 3D TI.To identify the e?ects of a 4p periodic ABS in a Shapiro measurement, we use a phe-nomenological model that simulates the voltage-current characteristics of a TJJ. We predicttwo signatures of the 4p periodic ABS and estimate their robustness against Joule heatingand thermally activated quasiparticle poisoning of the 4p periodic mode.We study the Josephson junctions dynamics by performing Shapiro measurements onjunctions built on Bi2Se3. We observe the two previously anticipated signatures, whichare the non-conventional appearance order of the Shapiro steps and the remaining of asupercurrent at the closing of the Shapiro step n = 0. They prove the presence of a 4pperiodic ABS.We also study the topological insulator BiSbTeSe2 that we have grown by using themelting growth method. By superconducting interferometric measurements, we show asuperconducting surface transport without bulk electronic conduction
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Nguyen, Ngoc Minh. "Caractérisation de matériaux écologiques en vue du remplacement du SF6 dans les systèmes d'isolation moyenne tension." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00629505.
Full textAbstract:
Le SF6 (Hexafluorure de soufre) a été utilisé depuis longtemps comme un gaz d'isolation très adapté pour les appareillages électriques. Cependant, son impact sur le réchauffement climatique, estimé 24000 fois plus actif que le CO2 sur 100 ans, pose le problème de son remplacement à moyen terme. L'objectif de cette thèse est d'étudier deux solutions de remplacement du SF6 : les liquides biodégradables et les mélanges de gaz CF3I/N2. Les deux phénomènes physiques conduisant à un claquage : la génération d'une décharge et sa propagation, ont été étudiés séparément. L'influence des différents paramètres tels que la pression, distance, distribution de champ, teneur en particules ou humidité relative...a été également mise en évidence. La fonction d'isolation est en fin validée dans un maquette disjoncteur moyenne tension qui représente un cas d'application réelle.
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Taleb, Mandana. "PHENOMENES AUX INTERFACES DES ISOLANTS : MESURE ET SIMULATION." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00670594.
Full textAbstract:
Les matériaux polymères sont largement utilisés en tant qu'isolants dans les domaines du génie électrique, de l'électronique de puissance et de la microélectronique. Ces diélectriques sont principalement en contact avec d'autres composants: avec des semi-conducteurs et des métaux dans les câbles haute tension, avec des substrats et d'autres diélectriques dans les systèmes multicouches. Ces interfaces sont omniprésentes, et contribuent à l'injection et l'accumulation de charges d'espace dans les diélectriques solides. D'autre part, au cours de leur vie, ils sont soumis à de nombreuses contraintes, de température, de champ... Ces contraintes peuvent conduire à la dégradation prématurée et à la rupture diélectrique du matériau par une distorsion du champ électrique, et conduire au dysfonctionnement du système. Des études antérieures, expérimentales et de simulations, ont montré l'importance des interfaces sur la génération de charges à l'intérieur du diélectrique, mais les approches théoriques comme la loi d'injection Schottky ne fournissent pas une description adéquate pour des courants expérimentaux. Cependant les recherches récentes montrent que les états de surface qui se forment à l'interface métal/isolant jouent un rôle important sur le comportement des diélectriques. L'injection de charges est principalement affectée par la nature du contact et des états de surface. L'enjeu de ce travail est de comprendre les phénomènes en jeu à une interface métal/isolant, afin de les modéliser correctement. Ce travail est basé sur une approche duale modélisation et expérience. L'isolant retenu est ici est le polyéthylène basse densité (LDPE). Dans un premier temps, nous avons caractérisé expérimentalement des interfaces métal/isolant. Dans un seconde temps, nous avons développé un modèle numérique capable de prendre en compte les états de surface. L'approche est originale, puisque l'étude porte sur l'injection et le transport de charges en tenant compte d'une distribution exponentielle des états d'énergie à l'interface.
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Zhou, Chun-Lin. "Transmission d’ions multichargés au travers de capillaires isolants." Caen, 2012. http://www.theses.fr/2012CAEN2018.
Full textAbstract:
La dynamique de la transmission d’ions lents multichargés au travers de capillaires isolants a été étudiée à l’aide d’un faisceau d’ions Ar9+ d’une énergie de 27 keV. L’évolution temporelle de cette transmission dans des capillaires coniques a été mesurée pour un faisceau d’une intensité de l’ordre de 10 pA. Un modèle de distribution de charge en îlots est proposé pour expliquer cette évolution. Il s’agit de la première utilisation de capillaires coniques dont la forme semble être la meilleure pour produire des micro-faisceaux de forte intensité. A plus haute énergie, quelques MeV/u, les processus mis en jeu lors de la transmission d’ions par des capillaires de verre ont été étudiés dans le cas du 129Xe19+ à 71 MeV et du 78Kr 10+ à 26. 5 MeV. Les images, annulaire pour les capillaires coniques et halo dans le cas des capillaires étirés, obtenues sur le détecteur sensible en position (PSD) sont attribuées à une diffusion aux petits angles des ions sur les parois. De plus, grâce à la structure en temps du faisceau pulsé à 10 Mhz, la perte d’énergie subie par les ions lors de leur passage dans le capillaire a été déterminée par une mesure de temps de volFor the purpose of revealing the features of the dynamic evolution of the slow highly charged ions transmission through the capillary, 27 keV Ar 9+ions were injected into individual glass capillaries. The time evolution of insulating conical shaped capillary guiding is observed in details at an injected intensity of ~10 pA and a scenario including several charge patches is introduced for explaining the dynamical evolution. This is the first report on conical capillaries which might be a good shape for high intensity micro-beams. In the MeV energy range, the experiment was performed for 71 MeV 129Xe19+ and 26. 5 MeV 78Kr 10+ to reveal the physics mechanism of fast HCIs transmission through glass capillary. The obtained ’doughnut’ shape images on the PSD for the conical capillary and the halo structure for the tapered capillary are attributed to small angle Rutherford scattering. Furthermore, energy loss is revealed by time of flight spectra, taking the advantage of the 10 MHz pulsed incident beam
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Dalod, Laurence. "Elaboration d'un conductivimètre pour super-isolants fortement anisotropes." Poitiers, 1998. http://www.theses.fr/1998POIT2273.
Full textAbstract:
L'utilisation du couple electrochimique lial/fes#2, des plus prometteurs pour les batteries de vehicules electriques, requiert une gestion thermique complexe. Sa temperature de fonctionnement est elevee, situee vers 425c. En outre, sa reaction de decharge est endothermique, et sa reaction de charge est exothermique. Il est par consequent necessaire que la batterie soit extremement bien isolee lors de la decharge, alors que l'energie liberee par la recharge doit etre evacuee. Ce probleme peut etre resolu par un isolant a conductance variable : un super-isolant multicouche, assurant une excellente isolation lorsqu'il est sous vide, est associe a un hydrure metallique reversible, qui libere un gaz destine a augmenter fortement la conductivite de l'isolant pendant la recharge, puis le readsorbe pour retablir l'isolation thermique. La realisation de cette solution necessite en premier lieu de connaitre la conductivite d'un isolant multicouche aluminium / gaze de verre dans les conditions de fonctionnement de la batterie. Le fort taux d'anisotropie de ce materiau, superieur a 100, ainsi que la temperature elevee et le faible niveau de conductivite thermique requis, imposent l'elaboration d'un conductivimetre a plaque chaude gardee specifique. Une etude theorique caracterisant les transferts conductifs et radiatifs dans un isolant multicouche a permis de mettre en evidence la necessite de la mesure, ainsi que de fixer des configurations types d'isolant indispensables a la conception du conductivimetre. Le dimensionnement du dispositif a ete realise grace a une modelisation poussee des diverses solutions possibles, permettant de definir le systeme de mesure dans l'optique d'un traitement rigoureux des flux de fuite. Il s'est notamment avere indispensable de mettre en place un isolant de garde different de l'echantillon, et d'adopter une methode de mesure associant experiences et modelisation. Les mesures realisees et leur interpretation ont permis d'obtenir des resultats probants, qualifiant la methode originale proposee.
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Guazzagaloppa, Jérémy. "Matériaux super-isolants thermiques à propriétés thermoélectriques intégrées." Thesis, Montpellier, 2019. http://www.theses.fr/2019MONTS086.
Full textAbstract:
Dans le cadre du développement de nouvelles sources d’énergie durables, la récupération d'énergie est essentielle. La plupart des processus industriels entraînent une perte colossale de chaleur, la thermoélectricité a donc pleinement son rôle à jouer dans ce développement grâce à l'effet Seebeck qui consiste à convertir un gradient de température en énergie électrique. Un bon matériau thermoélectrique nécessite une conductivité électrique σ élevée, un grand coefficient Seebeck α ainsi qu'une conductivité thermique λ faible. Cependant, malgré de récentes avancées dans le domaine, l’utilisation en masse des matériaux thermoélectriques usuels devient difficile du fait de leur toxicité, leur faible abondance et leur coût. Le développement de nouveaux matériaux en respect des contraintes environnementales devient alors nécessaire. Ainsi, avec l’émergence d’une nouvelle famille de matériaux, à savoir les matériaux organiques thermoélectriques, à base de polymères conducteurs et de gels (aérogels/xérogels), de nouvelles perspectives sont envisageables. A l’instar de ces nouvelles avancées, le but de ce travail est de fonctionnaliser des matériaux super-isolants thermiques possédant une très faible conductivité thermique en leur conférant des propriétés thermoélectriques. Cela a d’abord été réalisé par des simulations numériques basées sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), ainsi que sur la dynamique moléculaire classique (DM), via différents modules appartenant au logiciel Materials Studio. Cela a permis de représenter numériquement et valider la structure de notre matériau, le xérogel de Résorcinol/Formaldéhyde. Une étude de dopage avec 5 % en particules de fer a ensuite été réalisée en DM afin d’étudier la dispersion des charges au sein du réseau RF et représenter le numériquement le matériau dopé en vue d’une future étude de ses propriétés thermoélectriques.Dans un second temps, l’objectif a été de définir le protocole de synthèse optimal en fonction des différents paramètres de synthèse et des différentes charges conductrices utilisées. L’étude de l’influence d’un traitement thermique par pyrolyse a alors permis l’amélioration de la conductivité électrique du matériau pur présentant un facteur de mérite ZT=2.7×〖10〗^(-16), (ZT=α^2 σT/λ permet de quantifier le rendement de la conversion thermoélectrique). Des dopages ont par la suite été effectués durant l’étape de gélification suivant différents taux de charge en vue d’atteindre un seuil de percolation. Un facteur de mérite ZT=2.4×〖10〗^(-3) a alors été obtenu avec un taux de dopage de 60 % en oxyde de graphène (GO). Cependant, ce type de dopant engendre un coût de synthèse trop important, nous nous sommes alors orientés vers d’autres types de charges, à savoir des fibres conductrices. Ceci a permis d’obtenir un ZT= 8.0×〖10〗^(-4) avec un taux de dopage de 10 % en fibres de polyacrylonitrile oxydée (PANOX). L’assemblage du module ainsi que la réalisation d’un banc d’essais ont par la suite permis de caractériser la performance thermoélectrique de nos différents matériaux. Une densité de puissance de l’ordre de 2 mW.m-2 a alors été obtenue avec le xérogel RF fibré PANOX d’une épaisseur de 1 cm et d’une surface de 50 cm² pour une différence de température de 30°C. Ce matériau a alors permis d’identifier une application dans le cadre de l’isolation thermique d’une batterie de véhicule hybride en vue de détecter une défaillance associée à la perte du vide. Finalement une étude se basant sur des modèles théoriques a démontré l’intérêt de poursuivre les recherches dans le but d’améliorer les propriétés thermoélectriques. Nous avons alors envisagé l’assemblage de modules composés de 1000 jonctions (p-p) puis (n-p) avec des matériaux cibles afin d’atteindre des niveaux de densité de puissance de plusieurs W.m-2 et des tensions de sortie de plusieurs V permettant de produire suffisamment d’énergie pour l’alimentation d’auxiliaires tels que des capteurs par exempleIn the search of new sustainable energies, the issue of energy harvesting is essential. Heat loss is involved in most of the industrial processes, thus thermoelectricity has its full role to play in this search through the Seebeck effect which consists in converting a temperature gradient into an electrical current. A good thermoelectric material requires a high electrical conductivity σ and Seebeck coefficient α and a low thermal conductivity λ. However, despite recent advances in the field, the use of conventional thermoelectric materials on a large scale becomes difficult due to their toxicity, low abundance and high cost. The development of new materials that respect environmental considerations has thus become necessary. Hence, with the emergence of a new family of materials, namely organic thermoelectric materials, based on conductive polymers and gels (aerogels/xerogels), new perspectives are now possible. In the frame of these new advances, the aim of this work is to functionalize thermal super-insulating materials with a very low thermal conductivity by adding thermoelectric properties. This was first done by numerical simulations based on density functional theory (DFT) and classical molecular dynamics (MD), via different modules included in the Materials Studio software. This allowed us to numerically represent and validate the structure of our thermal insulating material, the Resorcinol/Formaldehyde (RF) xerogel. A doping process with 5 % in iron particles was then performed using MD calculations in order to evaluate the dispersion of the charges within the RF network and to represent numerically the doped material for a future study of its thermoelectric properties via a Boltzmann formalism.In a second step, the objective was to identify the optimal synthesis protocol as a function of the different synthesis parameters and the different conductive dopants. The study of the influence of a thermal treatment by pyrolysis then allowed the improvement of the electrical conductivity of the pure material having a very low figure of merit ZT=2.7×〖10〗^(-16), (ZT=α^2 σT/λ is a measure of the efficiency of the thermoelectric conversion). A study of doping was then carried out during the gelling process according to different loading rates in order to reach a percolation threshold. A figure of merit ZT=2.4×〖10〗^(-3) was then obtained with a doping level of 60 % in graphene oxide (GO). However, this type of dopant generates a very high synthesis cost, which explain why we investigated other types of charges, namely electrically conductive fibers. In that case, we obtained a ZT= 8.0×〖10〗^(-4) with a doping level of 10 % in oxidized polyacrylonitrile fibers (PANOX). The assembly of the module and the realization of a test bench have made it possible to characterize the thermoelectric performance of our different materials. A power density of the order of 2 mW.m-2 was then obtained with the PANOX fiber-reinforced RF xerogel with a thickness of 1 cm and an surface area of 50 cm² for a temperature difference of 30°C. Thanks to this materials, we have identified an application as part of the thermal insulation of a hybrid vehicle battery in order to detect a failure associated with a vacuum loss. Finally, a study based on theoretical models has shown the interest of continuing research activities in order to improve the thermoelectric properties. We then considered the assembly of modules composed of 1000 junctions (pp) then (np) with target materials in order to reach higher power density levels of several W.m-2 and output voltages of several V to produce enough energy for the supply of auxiliaries such as sensors for example
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Odof, Serge. "Microanalyse x des isolants : simulations de monte-carlo." Reims, 2000. http://www.theses.fr/2000REIMS022.
Full textAbstract:
La grande majorite des materiaux dans l'environnement humain sont des materiaux isolants. Ces materiaux jouent un role tres important dans differents domaines d'etude notamment en geologie et en biologie. Il est bien connu que ces materiaux sont difficiles a caracteriser a l'aide de techniques utilisant des particules chargees (microscopie electronique et techniques associees (epma, cathodoluminescence, etc. )). En effet, sous irradiation electronique, ils developpent une charge d'espace qui perturbe l'observation et l'analyse. Le but de ce travail, est de montrer l'influence de cette charge sur les signaux x emis, que l'echantillon soit recouvert par un film metallique mis a la masse ou non. L'etude des isolants recouverts est abordee theoriquement en utilisant les simulations de monte-carlo. Il s'agit d'inclure dans ces simulations le champ electrique interne resultant de la charge d'espace pour determiner les variations du signal x emis dues soit aux modifications des parametres d'interaction electron-matiere, soit aux modification chimiques (electromigration). Une etude experimentale de ces phenomenes (effets de charge) a ete realisee pour valider ces simulations. Dans cette etude nous avons mesure pour la premiere fois la quantite de charge piegee dans l'isolant recouvert par une methode basee sur le phenomene d'influence. Les isolants nus sont abordes qualitativement. Nous avons mis en evidence a l'aide d'un spectrometre d'electrons de type toroidal, une source d'electrons parasite responsable d'un spectre d'emission x perturbateur qui deforme le spectre initial, empechant toute analyse meme qualitative. D'autre part, nous avons mis en cause les methodes mesurant le potentiel de surface utilisant la limite de duane-hunt.
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Taleb, Mandana. "Phénomènes aux interfaces des isolants : mesure et simulation." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1550/.
Full textAbstract:
Les matériaux polymères sont largement utilisés en tant qu'isolants dans les domaines du génie électrique, de l'électronique de puissance et de la microélectronique. Ces diélectriques sont principalement en contact avec d'autres composants: avec des semi-conducteurs et des métaux dans les câbles haute tension, avec des substrats et d'autres diélectriques dans les systèmes multicouches. Ces interfaces sont omniprésentes, et contribuent à l'injection et l'accumulation de charges d'espace dans les diélectriques solides. D'autre part, au cours de leur vie, ils sont soumis à de nombreuses contraintes, de température, de champ. . . Ces contraintes peuvent conduire à la dégradation prématurée et à la rupture diélectrique du matériau par une distorsion du champ électrique, et conduire au dysfonctionnement du système. Des études antérieures, expérimentales et de simulations, ont montré l'importance des interfaces sur la génération de charges à l'intérieur du diélectrique, mais les approches théoriques comme la loi d'injection Schottky ne fournissent pas une description adéquate pour des courants expérimentaux. Aucune loi d'injection de charge ne permet actuellement de traduire ce qui est observé expérimentalement au niveau de la simulation. Cependant les recherches récentes montrent que les états de surface qui se forment à l'interface métal/isolant jouent un rôle important sur le comportement des diélectriques. L'injection de charges est principalement affectée par la nature du contact et des états de surface. Les états de surface sont principalement dus à des défauts chimiques, à savoir, des impuretés, des additifs et des antioxydants, ou physique comme la rugosité de surface, etc. Écouter Lire phonétiquement Dictionnaire - Afficher le dictionnaire abréviation Virginie. L'enjeu de ce travail est de comprendre les phénomènes en jeu à une interface métal/isolant, afin de les modéliser correctement. Ce travail est basé sur une approche duale modélisation et expérience. L'isolant retenu est ici est le polyéthylène basse densité (LDPE). Dans un premier temps, nous avons caractérisé expérimentalement des interfaces métal/isolant, grâce notamment aux mesures disponibles (mesures de charge d'espace, de courant de conduction, de luminescence, de profilomètrie. . . ). Dans un seconde temps, nous avons développé un modèle numérique capable de prendre en compte les états de surface. L'approche est originale, puisque l'étude porte sur l'injection et le transport de charges en tenant compte d'une distribution exponentielle des états d'énergie à l'interfaceDue to their thermal, electrical or mechanical properties, solid organic dielectrics are more and more used in electronic, electrical and microelectronic domains. However, these dielectrics are mainly used in systems where they are in contact with other components: with semi-conducting screens in High Voltage cables, with substrates and other dielectrics in multi-layer systems, with micro or nano-particles of organic or inorganic materials. Interfaces exist in such systems and contribute to the space charge accumulation in solid dielectrics. This charge build-up can lead to dielectric breakdown, meaning the failure of the system. The major problem remains the physical description of these interfaces, as it is known that injection of charges from the interfaces is determinant in the charge generation and transport. Indeed, theoretical approaches like the Schottky injection law do not provide an adequate description of experimental currents in wide band gap insulations. Recently, surface states at the metal/organic interface were suggested as the source of additional energetic disorder, localized near the interface. Localized states at the interface are known to have a large impact on charge injection and extraction so a better understanding of the interface mechanisms is then necessary in order to develop an alternative model for charge injection. The aim of this work is to better understand the impact of the nature of the metal and of the surface topology on the charge generation at a metal/ dielectric interface. This work is based on a dual approach modeling and experience. The insulation used is here is the low density polyethylene (LDPE). First, we characterized experimentally metal / insulator interfaces thanks to the available measures (measures of space charge, current conduction, luminescence, profilometry. . . ). In a second step, we developed a numerical model capable of taking into account the surface states. The approach is original, because the study focuses on charge injection and transport with an exponential distribution of energy states at the interface
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Low, Zi Kang. "Matériaux cellulaires isolants haute température : Relation microstructure-propriétés." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEI122.
Full textAbstract:
Cette thèse CIFRE réalisée en collaboration avec Saint-Gobain Research Provence porte sur la modélisation des propriétés thermiques d’une mousse d’alumine NorFoam XPure®, conçue pour l’isolation thermique haute température (1200°C–1700°C). L’objectif est de développer et valider des modèles numériques multiéchelles pour calculer le transfert de chaleur par conduction et rayonnement dans cette mousse, à partir des microstructures 3D tomographiées et des propriétés intrinsèques des composants. La mousse étant composée des cellules ouvertes et d’un squelette solide lui-même poreux, la prise en compte de l’influence de cette double porosité est particulièrement novatrice. Dans un premier temps, le transfert thermique par conduction à travers la mousse est modélisé avec des techniques d’homogénéisation par éléments finis. Il est démontré que des conditions aux limites périodiques couramment utilisées ne sont pas adaptées aux mousses tomographiées, et qu’un jeu de conditions aux limites mixtes permet d’obtenir des résultats plus précis sur ces dernières. Quant au transfert radiatif à travers le squelette poreux, qui présente une forte diffusion volumique avec des phénomènes ondulatoires, le développement d’une nouvelle approche de modélisation basée sur l’approximation dipolaire discrète permet de prendre en compte l’influence desdits phénomènes. Les propriétés radiatives de la mousse sont ensuite calculées par méthode de lancer de rayons en tenant compte du comportement radiatif complexe du squelette poreux. L’influence des phénomènes de réflexion et réfraction non-spéculaires aux interfaces entre le squelette et les cellules a été étudiée. Enfin, une modélisation numérique basée sur les techniques d’homogénéisation permet de calculer le transfert thermique à travers la mousse, avec couplage de la conduction et du rayonnement. Le bon accord entre les résultats issus de chaque modèle et les mesures thermiques et optiques réalisées sur la mousse et le squelette poreux confirme le caractère prédictif des modèles développésThis CIFRE doctoral study, performed in collaboration with Saint-Gobain Research Provence, aims to model the thermal properties of NorFoam XPure®, an alumina foam designed for high temperature thermal insulation (1200°C–1700°C). The goal is to develop and validate multiscale numerical models to compute the conductive and radiative heat transfer through the foam from 3D tomography-reconstructed microstructures and the intrinsic properties of each constituent phase. Specific attention is given to the complex porosity in the studied foam: in addition to the open-cell network, smaller pores are also found within the foam skeleton. Novel approaches are proposed in the present work to take into account the influence of this dual-scale porosity. Firstly, effective heat conduction through the foam is modeled with finite element homogenization techniques. It is demonstrated that the commonly used periodic boundary conditions are unsuitable for tomography-reconstructed foams, and that a set of mixed boundary conditions gives more accurate and precise results for such foams. As radiative transfer through the porous foam skeleton is characterized by high volume scattering and significant wave effects, a novel physical optics approach based on the discrete dipole approximation is next developed to model the influence of these phenomena. The radiative properties of the foam are then determined through a ray tracing method that takes into account the complex radiative behavior of the porous foam skeleton. The influence of non-specular reflection and refraction at the interfaces between the foam cells and skeleton is studied. Finally, the homogenized properties are applied to simulate the coupled conductive and radiative heat transfer through the foam. The model predictions are systematically compared to thermal and spectroscopic measurements performed on samples of the foam and the foam skeleton material. The good agreement between numerical and experimental results confirms the predictive capabilities of the models developed in this study
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Mamy, Pépé Roger. "Etude de la réponse mécanique des isolants organiques solides au cours de l'application d'un champ électrique : cas du pet semi-cristallin." Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30017.
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