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Dissertations / Theses on the topic 'Lithographie par faisceau d'électrons'
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Sassolas, Benoît. "Étude et réalisation d'empilements multicouches sur des optiques asphériques de grandes dimensions pour des applications en lithographie extrême U. V." Lyon 1, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/37/16/57/PDF/These_Benoit_SASSOLAS_11_sept.pdf.
Full textAbstract:
La réalisation d’optiques de grandes dimensions est un élément clé à la réussite de la lithographie Extrême-Ultraviolet à 13,5 nm. Leur intégration dans les appareils de production doit permettre d’acheminer un flux lumineux intense de la source jusqu’au wafer et ainsi d’augmenter la productivité. Nous avons étudié et développé des systèmes multicouches à base de molybdène et silicium. Leurs structures ont été étudiées par réflectométrie des rayons X et leurs performances mesurées à 13,5 nm sous rayonnement synchrotron. Les résultats ont révélé une réflectivité à 13,5 nm limitée principalement à cause de la faible qualité des interfaces due à l’inter-diffusion des 2 matériaux. Nous avons aussi porté une attention particulière au traitement de substrats asphériques de grandes dimensions. Nous avons notamment utilisé des techniques de masquage permettant de contrôler les épaisseurs déposées sur des diamètres de près de 500 mm et malgré des flèches proches de 100 mm<br>The development of large optics is a crucial point for the success of the EUV lithography at 13. 5 nm. The integration of large collectors into steppers allows a gain in the collecting beam and thus improves the throughput. We have studied and developed reflecting molybdenum and silicon multilayers at 13. 5 nm. Structures were analyzed using grazing incidence reflectometry and performances were measured under Synchrotron radiation at operating wavelength. The diffusion observed between the two materials at each interface severely reduces the total reflectivity at 13. 5 nm. We have also studied coatings on large aspherical substrates. To control the gradient profile coatings on large concave collectors ( clear aperture of 500 mm and sag about 100 mm), we have used with success the masking technique
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Marchi, Florence. "Nanolithographie par microscopies en champ proche." Aix-Marseille 2, 2000. http://www.theses.fr/2000AIX22078.
Full text
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Rochdi, Nabil. "Propriétés de transport de microstructures et nanostructures de silicium." Aix-Marseille 2, 2007. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2007AIX22068.pdf.
Full textAbstract:
L’étude porte sur le transport, électronique et de spin, dans des microstructures et nanostructures à base de silicium, le matériau phare de l’industrie microélectronique. Nous avons étudié un procédé de lithographie assistée par microscope à force atomique (AFM) pour fabriquer des nanofils sub-100-nm ultraminces (8 à 15 nm) de silicium, connectés à une structure de test sur silicium sur isolant (SOI). Les mesures électriques ont mis en évidence le comportement de transistor à effet de champ (FET) des nanocircuits. Le piégeage des électrons aux défauts d’interfaces et de l’oxyde, est la cause de la déplétion cumulative des fils ultraminces au cours des mesures successives I(V). Le dépiégeage peut être contrôlé par application d’une tension sur la grille du nanofil. Les fils ont ainsi révélé un effet mémoire (écriture/lecture par piégeage/dépiégeage sous tension de grille positive/négative). Nous avons par ailleurs étudié le transport du spin dans un canal de silicium. L’étude théorique a souligné la possibilité d’utiliser un faible champ magnétique pour manipuler le spin en obtenant des longueurs de précession et de diffusion de spin micrométriques, compatibles avec la technologie actuelle. L’injection et la collecte électriques ont été réalisées dans un dispositif mémoire magnétique intégrée sur silicium (MEMIS), similaire à un SpinFET. Néanmoins, la qualité des jonctions hybrides métal ferromagnétique/isolant/silicium (FMIS) conditionnent l’efficacité d’injection et de collecte du spin et de l’effet de magnétorésistance ; dans ce sens, nous avons exploré quelques techniques d’élaboration de jonctions Co/AlO/Si et Co/MgO/Si avec des oxydes minces de l’ordre du nanomètre. Nous avons obtenu des jonctions FMIS avec une injection électrique par tunnel direct, ce qui présente une piste prometteuse pour l’injection cohérente du spin. Nous avons également caractérisé des jonctions redresseur semiconducteur ferromagnétique /semiconducteur (MSS) du type Ge3Mn5/Ge qui se sont avérées très intéressantes pour l’injection du spin<br>This thesis work deals with the study of transport properties, of both charge and spin, in silicon-based microstructures and nanostructures. We have studied the fabrication process of connected low section (100 x 8 nm2) silicon nanowires (SiNWs) using atomic force microscope (AFM) lithography on thinned silicon on insulator (SOI) samples. Electrical measurements highlighted typical Field Effect Transistor (FET) behaviour of these SiNWs. Electron trapping in oxide or at interfaces is responsible of the cumulative depletion of the wires during the successive I(V) measurements. Electron release is obtained by application of a voltage on the wire gate. So the wires exhibited a memory effect in which the writing / reading process occurs by electron trapping / de-trapping controlled by application of a positive / negative voltage on the device gate. Furthermore, we studied the spin transport in a silicon substrate. Numerical evaluation of spin transport in drift-diffusive regime reveals spin diffusion and spin precession lengths of several microns, under a weak external magnetic field. Such dimensions are compatible with present technology of ICs. Electrical measurements carried out on a magnetic memory integrated on silicon (MEMIS), specially designed for this study, showed electron injection and collection efficiency. However, no magnetoresistance was detected probably due to the low quality of interfaces in the hybrid heterojunctions ferromagnetic metal/insulator/silicon (FMIS). Thus, we proposed to test extra FMIS structures such as Co/AlO(~1 nm)/Si and Co/MgO(~1 nm) /Si, fabricated with less thermal treatments. The direct tunnelling transport in oxide was obtained in these junctions, which would allow spin injection coherence in prospective spin devices. Finally, we have characterized rectifying junctions Ferromagnetic semiconductor/semiconductor (MSS) such as Ge3Mn5/Ge which seem to be particularly suitable for spin injection
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Viste, Pierre. "Etude expérimentale des interactions entre luminophores et nanoparticules métalliques." Troyes, 2007. http://www.theses.fr/2007TROY0023.
Full textAbstract:
La luminescence se trouve totalement modifiée (inhibée ou exaltée) au voisinage de nanoparticules métalliques. Cette interaction entre luminophores et nanoparticules métalliques met en jeu de nombreux processus et dépend de paramètres dont le rôle est discuté. Dans le cadre de ce travail, nous avons étudié l’influence précise de la taille de nanoparticules d’or et d’argent et de la distance séparant ces nanoparticules des luminophores. Pour atteindre cet objectif, la géométrie des nanoparticules et la distance entre nanoparticules et luminophores ont été maîtrisées à l’échelle nanométrique à l’aide de la lithographie électronique et des techniques de dépôt moléculaire couche par couche. Au voisinage des nanoparticules d’argent, se manifeste une inhibition de luminescence qui tend à disparaître au fur et à mesure que la taille des nanoparticules augmente. S’agissant des nanoparticules d’or, l’inhibition, observée pour des dimensions inférieures à la centaine de nanomètres, cède la place à l’exaltation pour des diamètres supérieurs. En réalité, l’exaltation apparaît uniquement lorsque les positions des résonances plasmons sont décalées vers les grandes longueurs d’onde comparativement à la longueur d’onde d’émission du luminophore. L’exaltation de luminescence semble être corrélée à la désexcitation radiative de l’état plasmon excité par la luminescence des nanocristaux. Ce transfert d’énergie du luminophore vers les nanoparticules métalliques est également mis en évidence en faisant varier la distance entre les deux objets. L’inhibition et l’exaltation diminuent lorsque l’on s’éloigne des nanoparticules et suivent une loi caractéristique d’une interaction dipôle-dipôle<br>Luminescence can be modified (enhanced or quenched) by metal nanoparticles. The interplay between fluorescent dyes and metal nanoparticles involves numerous processes and depend on numerous parameters. Their influence on luminescence is still debated. In this study, we focus on nanoparticle size and distance between fluorescent species and nanoparticles. For this purpose, gold and silver nanoparticles are elaborated by electron beam lithography which offers the possibility to control the nanoparticle geometry. The distance between fluorescent dyes and metal nanoparticles is controlled by layer by layer deposition. Quenching is observed near silver nanoparticles but this phenomenon decreases when the nanoparticle size increases. Enhancement is observed near gold nanocylinder for the largest size. Enhancement occurs when the localized surface plasmon resonance of the nanoparticle is redshifted compared with fluorescent specie wavelength emission. Enhancement can be related to the excitation of localized surface plasmon resonance by fluorescence. This energy transfert from fluorescent species to metal nanoparticles is observed by increasing the distance between these objects. The enhancement and quenching phenomena decrease with the distance. This enhancement and quenching decrease can be related to a dipole-dipole coupling
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Suck, Sarah Yasmine. "Digital heterodyne holography for plasmonic nanostructures." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066681.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous étudions les caractéristiques de diffusion de nanostructures plasmoniques tout en adaptant et améliorant l'holographie hétérodyne numérique, qui est une technique d'imagerie plein champ pour mesurer en trois dimensions le diagramme de rayonnement. En outre, nous avons effectué de nombreuses mesures spectroscopiques pour enregistrer les spectres de diffusion de nanoobjets uniques. Afin d'obtenir une compréhension plus profonde des caractéristiques du champ diffusé que nous mesurons, nous avons développé un modèle numérique basé sur la méthode des éléments finis. Ce modèle nous a permis de simuler le champ proche et le champ lointain d'une nanostructure avec une onde incidente en réflexion ou en transmission. Nous obtenons un excellent accord entre nos résultats expérimentaux et calculés. Dans cette thèse, nous avons étudié de nombreux nanostructures d'or fabriquées sur du verre par lithographie électronique. Des structures simples nous ont permis de valider la technique. Des objets plus sophistiques nous ont ensuite permis de constater que leur diagramme de diffusion est extrêmement sensible aux facteurs externes et internes, tels que la polarisation et la longueur d'onde de la lumière incidente ou la géométrie de la structure et sa longueur d'onde de résonance. En outre, nous montrons que la technique de l'holographie hétérodyne photothermique mesure directement l'augmentation de la température, et ainsi, se présente comme une nouvelle méthode pour étudier la distribution de la chaleur dans des nanostructures plasmoniques.
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Lehoucq, Gaelle. "Transistors à nanofils de silicium top-down. Application à la détection biologique." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/48/83/23/PDF/These_Lehoucq.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse a porté sur la réalisation d'un capteur d'espèces biologiques en solution à partir de réseaux organisés de nanofils de silicium opérant sur le mode d'un transistor à effet de champ à "grille biologique". Cette nouvelle génération de biocapteurs vise à être intégrée dans des systèmes de détection ultrasensibles et compacts destinés à des applications médicales et militaires. Nous proposons la réalisation des transistors à nanofils de silicium suivant une approche dite "top-down". Cette méthode, qui consiste à graver les nanofils dans une couche mince de silicium, permet un contrôle précis de leur positionnement, contrairement à l'approche "bottom-up", qui utilise des nanofils obtenus par croissance CVD. Ceci permet l'obtention de transistors aux caractéristiques électriques reproductibles et facilite leur intégration. La première partie de nos travaux a ainsi concerné le design et la fabrication de transistors à nanofils de silicium suivant une approche top-down. Ce travail de développement technologique a permis la réalisation de composants que nous avons caractérisés à sec puis adaptés à un fonctionnement en milieu liquide. La seconde partie de nos travaux a porté sur la réalisation de mesures en solution. La validation du fonctionnement de notre transistor en mode capteur a été démontrée par le suivi de variations de pH. Notre étude a ensuite eu pour objet la mise en valeur de l'ensemble des paramètres influençant les performances du capteur (choix de la tension de grille, de la force ionique, influence de la microfluidique,. . . ), la compréhension de ces facteurs étant indispensable à la réalisation de mesures biologiques fiables<br>This work focuses on biological sensors based on an array of silicon nanowires operating as a field-effect transistor with a "biological gate". This new kind of biosensors is devoted to be integrated into ultrasensitive and compact detection systems for medical and security applications. We propose to fabricate silicon nanowire transistors in a "top-down" approach. This method, which consists in etching nanowires in a thin film, allows to precisely control nanowire position, contrary to the bottom-up approach, which uses CVD-grown nanowires. This enhances the reproducibility of the electrical characteristics of the transistors and eases their integration into a fluidic environment. The first part of our work focuses on the design and fabrication of top-down silicon nanowire transistors. These technological efforts lead us to characterize fabricated transistors in ambient air before integrating them into a liquid environment. The second part presents the results of real-time electrical measurements performed in solution. We demonstrate that our transistor can work as a sensor by monitoring pH variations. Then our study highlights the parameters affecting the sensor sensitivity (gate voltage value, ionic strength, microfluidics,. . . ), considering that the understanding of these factors is essential to perform reliable monitoring of biological interactions
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Sanchez, Chacon Adrian Efren. "Stratégies d'électroformage pour la fabrication de microstructures à facteur de forme élevé." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2002. http://www.theses.fr/2002INPL004N.
Full textAbstract:
Le dépôt électrochimique de cuivre est utilisé pour la fabrication d'interconnects pour circuits intégrés à l'échelle micro et sub-micrométrique. Dans ce cadre, le premier objectif de cette thèse consiste à étudier la faisabilité de l'emploi associé du courant pulsé et du milieu citrate en vue du remplissage complet des structures à facteur de forme élevé. La méthodologie utilisée comporte la conception et la solution numérique d'un modèle qui représente les mécanismes de transport et de réaction des espèces complexés de cuivre en milieu citrate, ainsi que les réactions électrochimiques aux frontières électrolyte-électrode. L'étude permet d'identifier et de comprendre les effets associés aux paramètres d'impulsion et à la chimie du milieu citrate sur la distribution de courant. Le rôle de l'impulsion anodique est essentiel: durant cette impulsion la dissolution de cuivre est accompagnée d'une génération de protons due aux réactions de complexation. La cinétique de dépôt en milieu citrate, très sensible au pH, est ainsi avantagée au fond de la structure au début de l'impulsion cathodique suivante. Vers la fin de cette impulsion, le milieu citrate assure une inhibition uniforme de la cinétique de dépôt. Le choix judicieux de la composition de l'électrolyte, notamment le degré de complexation, et l'adaptation des paramètres d'impulsion à l'évolution des dimensions de la structure lors du remplissage, peuvent contribuer au dépôt préférentiel au fond de la structure et entraîner, en conséquence, une réduction de la profondeur. Ainsi, vers la fin du remplissage, les limitations par transport de matière associées à la réduction de l'épaisseur des cavités peuvent être contournées. Un deuxième objectif de la thèse concerne le dépôt électrochimique à travers masques lithographiques pour la fabrication d'objets micromécaniques. Une stratégie originale est présentée, basée sur l'emploi d'une variation locale de hauteur de masque en vue d'uniformiser la distribution du courant.
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Turala, Artur. "Croissance localisée de boîtes quantiques d'inas sur une surface nanostructurée d'INP (001) pour une application en composants photoniques." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2007. http://www.theses.fr/2007ECDL0024.
Full textAbstract:
Ce mémoire de thèse est consacré au développement de méthodes de localisation des boîtes quantiques (BQs) d’InAs produites par épitaxie par jets moléculaires de source solide sur des substrats d’InP(001). De telles boîtes quantiques, grâce à leurs propriétés physiques spécifiques, sont très attractives pour la nouvelle génération de composants optoélectroniques et photoniques telles que des sources solides de lumière de type « nanolaser à émission contrôlée » ou « émetteur de photons uniques ». Elles pourraient ainsi être employées dans la cryptographie quantique ou pour l’information quantique. Les BQs d’InAs/InP, grâce à la longueur d’onde d’émission autour de 1,55 μm, sont très intéressantes pour les applications nécessitant une transmission de l’information par télécommunications optiques. Les méthodes de localisation de BQs que nous avons étudiées, combinent les avantages des BQs dites « auto-organisées » (bonnes propriétés structurales et optiques) avec la possibilité de contrôler leur position sur une surface afin, par exemple, de savoir les positionner à l’endroit du mode optique d’une micro-cavité pour conduire au couplage optimum du mode excitonique de la BQ avec le mode optique de la microcavité. Ce positionnement contrôlé est un des verrou qui limite actuellement leur exploitation dans les dispositifs optoélectroniques et photoniques qui utiliseront des boîtes quantiques uniques<br>This thesis is devoted to the development of positioning methods of InAs quantum dots (QDs) grown by molecular beam epitaxy on InP(001) substrates. Such QDs, thanks to their specific physical properties, are very attractive for the new generation of optoelectronic and photonic devices such as "controlled emission nanolasers" or "single photon emitters". They can be applied for example in quantum cryptography, quantum information and quantum computation. The InAs/InP QDs, due to their emission wavelengths at 1. 55μm, are very interesting for applications for which the optical transmission of information will be necessary. The methods of QDs localization which we studied, combine the advantages of QDs known as "self-organized" (good structural and optical properties) with a possibility of controlling their spatial arrangement, for example, to localize them at the place of an optical mode of a microcavity that allows the optimum coupling of the excitonic mode of the QD with the optical mode of the microcavity. This controlled positioning is one of the issues which currently limit their exploitation in the optoelectronic and photonic devices which will use single QDs
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Michel, Sébastien. "Conception de procédés pour la fabrication de microcircuits à haute résolution à l'aide de la lithographie par faisceau d'électrons." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1999. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape4/PQDD_0018/MQ56943.pdf.
Full text
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Ouabbou, Abdelghafour. "Etude et correction des effets de proximité et de topographie en lihographie par faisceau d'électrons. Réalisation d'un simulateur." Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30097.
Full textAbstract:
Nous avons developpe un logiciel de simulation qui permet, par une methode de monte carlo, de modeliser les procedes de lithographie par faisceau d'electrons. Cette methode permet de reconstituer les trajectoires des electrons dans l'echantillon ainsi que la distribution de leurs depots d'energie. Le logiciel simule ainsi l'image latente formee par le faisceau electronique dans la resine et permet par suite l'etude qualitative et quantitative des effets de proximite. En simulant la retrodiffusion des faisceaux electroniques par des cibles massives, nous avons compare nos calculs theoriques avec les resultats experimentaux. Les distributions simulees sont en bon accord avec les spectres obtenus. A partir de la distribution de la densite d'energie deposee par un faisceau ponctuel nous avons determine la fonction de proximite. Nous avons simule la courbe de sensibilite de la resine sal 601 et estime la valeur de la densite d'energie seuil pour les conditions de developpement etudiees. Nous avons mis en evidence les diverses formes des effets de proximite en simulant des traces de diverses geometries. Dans le cas des lignes isolees, nous avons etudie l'evolution des effets d'intraproximite avec la largeur de la ligne. Les effets d'interproximite sont etudies en modelisant le trace de reseaux de lignes equiespacees. Pour des tolerances fixees sur la hauteur et la largeur des lignes, nous avons calcule les latitudes de dose et deduit la resolution ultime pour differentes valeurs de l'epaisseur de la resine. Le procede de double exposition propose pour l'amelioration de la resolution de la lithographie par electrons a ete simule. Nous avons optimise le flux et la penetration du rayonnement uv utilise dans ce procede. Nous avons etudie l'effet de la topographie du substrat et de la resine sur les traces lithographiques. Une methode de compensation est proposee
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Martin, Christel. "Développement, par une approche mixte top-down / bottom-up, de dispositifs planaires pour la nanoélectronique." Toulouse, INSA, 2005. http://www.theses.fr/2005ISAT0020.
Full textAbstract:
Le travail présenté est une contribution au développement de dispositifs pour la nanoélectronique en associant les techniques de fabrication top-down et bottom-up. Notre choix s'est porté sur l'intégration de nano-objets (réseau 3D ou 2D ou bien objet unique) dans un dispositif à géométrique planaire composé de deux électrodes séparées par un intervalle nanométrique. Nous présentons tout d'abord les différents procédés technologiques (basé principalement sur la lithographie électronique) utilisés pour la fabrication de nanoélectrodes métalliques (or) ou métalliques magnétiques (cobalt) sur un substrat de SiO2/Si. Puis, nous montrons qu'il est ensuite possible de contrôler localement le dépôt d'une monocouche auto-organisée de silane (Octadécyltriméthoxysilane), destinée à favoriser l'adsorption de manière contrôlée et dirigée de nano-objets, en combinant la nano-impression et un dépôt chimique en phase vapeur. Pour finir, nous présentons les premiers résultats de réalisation du dispositif complet et ses premières caractéristiques<br>The work presented is a contribution to the development of nanoelectronic devices by combining the top-down and bottom-up approaches. Our aim is the integration of nano-objects (3D or 2D arrays or single objects) into a device of planar geometry composed of two electrodes separated by a nanometric gap. First of all, we present the various technological processes (based mainly on Electron Beam Lithography) used for the fabrication of metallic (Gold) or magnetic (Co) nanoelectrodes on a SiO2/Si substrate. Then, we show that it is possible to locally control the deposition of a self-organized silane (Octadecyltrimethoxysilane) monolayer, intended to support the adsorption of nano-objects in a controlled and directed way, by combining NanoImprint Lithography and Chemical Vapour Deposition. Finally, we present preliminary results of the fabrication of the complete device and its characteristics
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Féry, Christophe. "Optimisation de la barrière Al2O3 pour l'obtention de composants magnétorésistifs tunnel." Nancy 1, 2000. http://www.theses.fr/2000NAN10026.
Full textAbstract:
Cette thèse traite de l'élaboration de jonctions magnétiques tunnel (MTJ) à base de métaux de transition. La problématique principale est la fabrication de la barrière isolante (Al2O3) et son optimisation pour la fabrication de MTJ de faible résistance, intégrables dans des capteurs magnétiques. Trois méthodes d'obtention de barrière Al2O3 ont été étudiées. La première méthode consiste à déposer l'isolant par pulvérisation rf d'une cible d'alumine. Les MTJ ainsi réalisées présentent de faibles taux de magnétorésistance et sont peu reproductibles. Une seconde méthode consiste à déposer un film mince d'Al, puis de l'oxyder par plasma d'oxygène. Dans ce but, une électrode a été conçue. La dernière méthode utilise l'oxydation naturelle d'Al. Ces deux dernières procédures de fabrication donnent des barrières de bonne qualité. Des MTJ à faible résistance furent obtenues par oxydation naturelle. La réalisation d'un montage de mesure de résistance in-situ a permis de suivre la cinétique d'oxydation naturelle en temps réel. L'influence de la qualité de l'alignement antiparallèle des aimantations de la MTJ sur la magnétorésistance est montrée. Cet alignement peut être dégradé par l'existence d'interactions magne ostiques. Le retournement indépendant des aimantations de chaque électrode est assure soit par couplage d'échange d'une électrode avec un film antiferromagnétique, soit par durcissement magnétique (rôle de la pression de dépôt, couplage direct avec un matériau magnétique dur). Les procédures de mise en forme de MTJ utilisées sont décrites (masques de contact ou lithographie optique). Enfin, des problèmes d'effets galvanométriques observés (distribution des lignes de courant, TMR, effet hall planaire) sont exposés.
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Barbillon, Grégory. "Etude théorique et expérimentale de nanocapteurs d'espèces biochimiques à plasmons de surface localisés sur des nanoparticules métalliques." Troyes, 2007. http://www.theses.fr/2007TROY0004.
Full textAbstract:
L’objectif de cette thèse a été de réaliser et de caractériser des nanocapteurs d’espèces biologiques et chimiques basés sur la résonance de plasmons de surface localisés sur des nanoparticules métalliques. Nous avons utilisé la technique de lithographie électronique pour fabriquer ces nanocapteurs (nanoparticules métalliques). Cette technique permet de contrôler parfaitement la résonance plasmon de nanoparticules métalliques en jouant sur différents paramètres comme la taille, la forme et la distance entre nanoparticules. Le principe de la détection de molécules biologiques et chimiques repose sur le décalage de la résonance plasmon après adsorption de ces molécules. Pour caractériser ce décalage spectral de la résonance plasmon, nous avons utilisé la spectroscopie d’extinction. De plus, nous avons également utilisé un microscope en champ proche optique (SNOM) pour observer la détection de molécules sur une nanoparticule métallique individuelle. Cette observation est basée sur la diminution du contraste optique obtenue sur des images optiques SNOM après chaque adsorption des molécules. Nous avons obtenu des résultats intéressants en termes de sensibilité et de sélectivité sur une zone sondée de 30x30um² et également sur une nanoparticule isolée<br>The objective of this Ph-D thesis was to carry out and characterize biochemical nanosensors based on localized surface plasmon resonance on metallic nanoparticles. We used the Electron beam lithography to realize these nanosensors (metallic nanoparticles). This technique enables to control perfectly Plasmon resonance of metallic nanoparticles while exploiting various parameters as the size, the shape and the distance between nanoparticles. The principle of the detection of biological and chemical molecules rests on the shift of plasmon resonance after adsorption of these molecules. To characterize this localized surface Plasmon resonance shift, we used the extinction spectroscopy. Moreover, we also used a scanning near-field optical microscope (SNOM) to observe the detection of molecules on an individual metallic nanoparticule. This observation is based on the reduction in optical contrast obtained on SNOM images after each adsorption of molecules. We obtained interesting results in term of sensitivity and selectivity on a probed zone of 30x30um² and also on an isolated nanoparticule
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Zaknoune, Mohammed. "Étude de la technologie et des potentialités pour l'amplificaton de puissance hyperfréquence des transistors à effet de champ des filières phosphure AlGaInP/GaInAset métamorphique AlInAs/GaInAs sur substrat GaAs." Lille 1, 1999. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1999/50376-1999-95.pdf.
Full textAbstract:
Mes travaux de thèse ont porté sur l'étude des potentialités de deux nouvelles filières de composant pour l'élaboration de HEMT de puissance sur substrat GaAs. La première filière a fait appel à de nouveaux matériaux phosphorés tels que GaInP, AlGaInP et AlInP. La seconde est la filière métamorphique AlInAs/GaInAs. De nombreuses investigations technologiques ont du être menées sur la filière phosphorée. En premier lieu, une solution de gravure originale non sélective entre matériaux arséniés et phosphorés basée sur l'utilisation de l'acide iodique (HIO3) a été développé pour réaliser le mésa d'isolation. En second lieu l'étude du contact ohmique a été entreprise par le biais de différentes métallisations. La meilleure d'entre elles s'est avérée être la métallisation AuGe/Ni/Au qui a permis d'obtenir une résistance de contact inférieure à 0. 1 W. Mm. Le dernier aspect technologique étudié est la lithographie électronique de grille. Cette étude a mené à la réalisation de grille en T de 0. 1 µm ainsi qu'une grille de dimension ultime de 0. 05 µm. Des transistors de longueur de grille 0. 1 µm et à simple plan de dopage GaInP/GaInAs, AlGaInP/GaInAs et AlInP/GaInAs ont été réalisés. L'état de l'art en régime statique et hyperfréquence petit signal a été obtenu sur ces trois composants. De plus, pour la première fois sur cette filière des mesures en puissance à 60 GHz ont été réalisées. Elles ont permis pour la structure GaInP/GaInAs d'obtenir une densité de puissance remarquable de 560 mW/mm. Sur la filière métamorphique nous nous sommes attachés à étudier la structure AlInAs/GaInAs sur substrat GaAs dont la composition en indium est proche de 30%. L'étude de la structure épitaxiale en terme de composition a mis en évidence l'aspect très critique du taux d'indium contenu dans la structure. D'un point de vue technologique, la gravure de recess de grille a nécessité une importante optimisation. Néanmoins, des composants à simple et double plan de dopage ont été réalisés avec un taux d'indium de 33%. Nous avons obtenu des performances excellentes. La caractérisation du premier a donné une fréquence de coupure de 160 GHz représentant l'état de l'art du transistor métamorphique à cette composition. Une caractérisation en puissance à 60 GHz a été effectuée pour la première fois sur cette filière. Nous avons obtenu une densité de puissance de 240 mW/mm. Ces résultats montrent les potentialités très attrayantes de ces deux filières pour l’amplification de puissance hyperfréquence.
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Tao, Wei. "Active Tuning of LSPR and SLR for Au Nanoring Metasurfaces and Hybrids via Flexible Plasmonics." Electronic Thesis or Diss., Troyes, 2023. http://www.theses.fr/2023TROY0030.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous rendons compte de la fabrication de métasurfaces flexibles composées de réseaux de nano-anneaux réguliers et elliptiques en or incorporés dans du polydiméthylsiloxane (PDMS), en utilisant des techniques de lithographie électronique à faisceau d'électrons de pointe et de transfert par gravure humide. Le comportement spectral des réseaux carrés de nano-anneaux de faible largeur présente un décalage significatif vers des longueurs d'onde plus longues en raison des changements de forme induits in-situ sous contrainte. D'autre part, l'évolution spectrale des nano-anneaux elliptiques dans des réseaux carrés et triangulaires présente une dépendance intéressante à la polarisation et un décalage spectral vers le bleu sous contrainte. Le réseau carré soumis à des valeurs élevées de contrainte présente également des résonances de réseau de surface avec des caractéristiques Fano en raison du couplage entre le réseau et les modes plasmoniques. En outre, nous mettons en évidence des résonances de Fano dans des systèmes hybrides de paires d’anneaux et de disques sur un substrat rigide. Le système de paires d’anneaux et de disques présente des caractéristiques de Fano considérablement améliorées et des signaux de Raman amplifiés en surface avec un espacement décroissant, prévoyant ainsi une réponse spectrale active une fois qu'ils seront transférés sur des substrats flexibles dans des travaux futurs. De manière générale, cette thèse élargit les possibilités de transfert technologique de la plasmonique flexible<br>In this thesis, we report on the fabrication of flexible metasurfaces composed of gold regular and elliptical nanoring arrays embedded in polydimethylsiloxane (PDMS), using state-of-the-art electron beam lithography and wet-etching transfer techniques.The spectral behavior of thin-width nanoring square arrays exhibits a significant shift towards longer wavelengths due to in-situ shape changes under strain. On the other hand, the spectral evolution of elliptical nanorings in square and triangular arrays presents interesting polarization dependence and spectral blueshift under strain. The square array subjected to high strain values exhibits also surface lattice resonances with Fano features due to the coupling between the grating and plasmonic modes. Additionally, we demonstrate Fano resonances in ring-disc-pair hybrid systems on a rigid substrate. The ring-disc-pair system shows significantly enhanced Fano features and surface-enhanced Raman signals with a decreasing gap, predicting well an active spectral tuning once they are transferred onto flexible substrates in future work. In general, this thesis expands the possibilities of conventional gap-altering flexible plasmonics by investigating plasmonic spectral shifts corresponding to NPs shape-altering, surface lattice resonances, and Fano coupling under strain
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Rademaker, Guido. "Métrologie avancée pour la lithographie par multi-faisceaux d’électrons." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAT122.
Full textAbstract:
Afin d’accroître significativement la rapidité d’exposition de la lithographie par faisceau d’électrons, Mapper Lithography a conçu une machine permettant d’opérer avec 649 740 faisceaux d'électrons gaussiens en parallèle. Le champ d'exposition est alors divisé en 13 000 sous-champs d’une largeur de 2.2 µm, avec une zone de recouvrement de 200 nm entre eux. Plusieurs paramètres doivent être contrôlés pour atteindre les spécifications rencontrées dans les nanotechnologies : la dimension critique des motifs dans chaque sous-champs; le positionnement relatif des sous-champs (en anglais `stitching'); le positionnement des motifs par rapport à un motif déjà existant (`overlay'). Il en découle des besoins en métrologie spécifiques : très importante quantité de mesures et leur caractère innovant. Dans cette thèse, différentes techniques de métrologie optique ont été explorées afin de satisfaire ces besoins. Six nouvelles mires pour la métrologie par imagerie ont été conçues et évaluées avec des performances, en terme d’incertitude de mesure et de temps de mesure à l’état de l’art. La diffusiométrie par réflectométrie spectroscopique polarisante a été utilisée et adaptée pour la mesure de dimension critique des motifs dans chaque sous-champs. Une incertitude de mesure jusqu'à 0.4 nm a été obtenue. Des effets de résonances plasmoniques entre des nano-antennes de type papillons croisés ont été mis à profit pour mesurer le raccordement entre chaque sous-champs. Nous avons montré par simulations électromagnétiques que les désalignement DX et DY peuvent être reconstruits indépendamment<br>To overcome throughput limitations of electron beam lithography, Mapper Lithography designed a machine that can expose with up to 649,740 parallel Gaussian electron beams. In the exposure process, the substrate is divided into 2.2-µm-narrow stripes with a 200 nm overlap. Several parameters need to be controlled: the critical dimensions of the features in the individual stripes; the stitching between the stripes; and the overlay with respect to a previous layer. In this thesis, different optical metrology techniques are explored. Six novel targets for an image based overlay have been developed to measure in-stripe overlay and stripe-to-stripe stitching and are evaluated by total measurement uncertainty (TMU) and measurement time. Scatterometry by spectroscopic reflectometry allows for measurement of non-uniform gratings using an effective critical dimension concept, resulting in a total measurement uncertainty metric down to 0.41 nm (3σ). Stitching can be measured by cross-resonant bow-tie antennae, consisting of four triangles straddling the stitching boundary. Simulations for three different stacks show that the DX and DY stitching errors can be reconstructed independently
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Gaucher, Fabien. "Nano-structures en La2/3Sr1/3MnO3 : de la nano-structuration aux propriétés de transport." Paris 11, 2008. http://www.theses.fr/2008PA112271.
Full textAbstract:
Les travaux reportés dans ce manuscrit présentent la fabrication et l'étude des propriétés de transport de nano-structures de demi-métal La2/3Sr1/3MnO3 (LSMO). L'optimisation du procédé de nano-structuration, et notamment des étapes de lithographie électronique et de gravure, a permis l'obtention de nano-fils larges de seulement 65 nm et longs de plusieurs microns. L'analyse fine des propriétés de transport montre une conservation de celles-ci jusqu'à une épaisseur réduite d'environ 7 nm. La conduction du courant est alors limitée par différents modes de diffusion selon la gamme de température considérée. Des premières mesures de bruit mettent en avant un faible paramètre de Hooge normalisé ( ≈ 1. 10-32 m3). L'observation de bruit télégraphique dans une fenêtre étroite de température (220 K < T < 245 K) pour le nano-fil le plus étroit et le plus fin est la signature d'une réduction notable du nombre de porteurs de charge à cette échelle. Nous pouvons alors imaginer l'utilisation du LSMO comme électrode de courant totalement polarisé en spin pour l'adressage de molécules magnétiques. Dans cette voie, l'ancrage direct de l'aimant moléculaire Mn12 a été prouvé et ouvre des perspectives intéressantes pour la réalisation d'une vanne de spin moléculaire<br>The works reported in this manuscript present the fabrication and the investigation of the transport properties of half-metallic La2/3Sr1/3MnO3 (LSMO) nano-structures. The optimization of the nano-sructuration process, particularly the electron-beam lithography and the etching steps, allowed the realization of nanowires with width down to 65 nm wide and length of several microns. The fine analysis of the transport properties shows their preservation until a thickness reduced to about 7 nm. The current conduction is then limited by different diffusion modes, depending on the temperature range. First noise measurements exhibit a very low normalized Hooge parameter ( ≈ 1. 10-32 m3). The observation of random telegraphic noise for the narrowest and thinnest nanowire in a narrow temperature range (220 K < T < 245 K) is the signature of a consequent reduction of the charge carriers at this scale. We can then imagine to use the LSMO as a full spin-polarized electrode for molecular magnets addressing. In this way, direct grafting of Mn12 magnetic molecules was prooved and opens interesting perspectives for the realization of a molecular spin valve
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Hoel, Virginie. "Conception, réalisation et caractérisation de transistors à effet de champ à hétérojonction sur substrat d'InP pour circuits intégrés coplanaires en bandes V et W." Lille 1, 1998. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1998/50376-1998-307.pdf.
Full textAbstract:
Les nouvelles applications necessitent des frequences de travail toujours plus elevees. Pour cela, nous souhaitons realiser des circuits amplificateurs faible bruit performants en technologie coplanaire travaillant en gamme d'ondes millimetriques. Le composant cle pour realiser ces circuits est le transistor a effet de champ a heterojonction hemt (high electron mobility transistor). Par consequent, nous developpons dans ce memoire la conception, la realisation et la caracterisation de transistors hemts performants de longueur de grille submicronique en technologie coplanaire. La technologie utilisee pour realiser la grille est de type nitrure. Les transistors sont naturellement passives par une couche de nitrure de silicium de 800a qui protege la zone active. Le pied de grille est insere dans cette couche de dielectrique ce qui permet d'obtenir des grilles robustes avec des longueurs de grille inferieures a 0. 1 m. Ce travail, soutenu financierement par la dga, fait l'objet d'une collaboration avec la societe dassault electronique. Nous presentons le principe de fonctionnement et les differentes structures hemts. L'etat de l'art permet de constater la superiorite des heterojonctions alinas/gainas sur substrat inp. Les hemts sont donc realises sur des structures alinas/gainas adaptees en maille sur inp realisees au laboratoire. Nous etudions ensuite la conception des motifs transistors adaptes a la realisation de circuits integres en technologie coplanaire. Puis, nous decrivons les differentes etapes technologiques qu'il a fallu optimiser pour aboutir a la realisation de hemts performants avec un bon rendement de fabrication. Nous etudions les performances hyperfrequences et en bruit des transistors.
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Maurin, Olivier. "Résines photosensibles pour microlithographie développables par plasma oxygène : (étude et mise au point)." Montpellier 2, 1986. http://www.theses.fr/1986MON20063.
Full textAbstract:
Mise au point d'une resine microlithographique developpable par plasma oxygene contenant un polymere acrylique le polymethacrylate de trichlorophenyle et un compose photosensible de type diazide aromatique. Etude des mecanismes donnant la selectivite en plasma oxygene
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Chevalier, Pascal. "Conception et réalisation de transistors à effet de champ de la filière AlInAs/GaInAs sur substrat InP : application à l'amplification faible bruit en ondes millimétriques." Lille 1, 1998. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1998/50376-1998-291.pdf.
Full textAbstract:
L'essor des applications hyperfrequences fonctionnant en ondes millimetriques necessite le developpement de nouvelles filieres de circuits integres. Un composant clef de ces circuits est le transistor a effet de champ a heterojonction : le hemt (high electron mobility transistor). Nous developpons dans ce memoire les resultats de l'etude de hemt alinas/gainas realises sur phosphure d'indium (inp). Apres avoir introduit les bases relatives au fonctionnement et aux domaines d'applications de ce transistor, nous presentons les outils theoriques et experimentaux utilises pour nos travaux. Ces derniers contribuent d'une part a la mise au point technologique et d'autre part a l'optimisation de la structure epitaxiale. Les recherches menees en technologie concernent principalement la technologie de grille et plus particulierement la lithographie electronique des grilles en te en tricouche de resines. La realisation de grilles de 100 nm de longueur, de faible resistivite, a permis la fabrication de transistors performants, presentant notamment une frequence de coupure extrinseque f#t proche de 250 ghz et une transconductance intrinseque de 1,5 s/mm. L'optimisation de l'epitaxie, visant a depasser les limitations des transistors a canal gainas adapte en maille sur le substrat, a conduit a l'etude des canaux composites gainas/inp. Nous avons mis en evidence leur efficacite pour reduire le phenomene d'ionisation par impact et ainsi ameliorer les performances du composant. Les performances en puissance de transistors a canal gainas/inp/inp n#+ (355 mw/mm a 60 ghz) ont montre toutes les potentialites de structures a canal composite pour la generation de puissance en ondes millimetriques.
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Nomenyo, Komla Dunyo. "Photonique UV : structuration top-down du ZnO pour une émission amplifiée et un transfert d'énergie efficace." Thesis, Troyes, 2014. http://www.theses.fr/2014TROY0023/document.
Full textAbstract:
Le présent travail de thèse a été effectué dans le cadre du projet CPER-FEDER MATISSE, projet coordonné par l’UTT regroupant deux autres partenaires : Nanovation et l’URCA. Le projet avait pour ambition la croissance des couches minces de ZnO de haute qualité et leur valorisation.Le ZnO cristallin est un semiconducteur à grand gap avec d’excellentes propriétés optiques. Son énergie de liaison excitonique de 60meV est l’une des caractéristiques qui lui valent tant d’attention malgré sa difficile gravure physique qui hypothèque la réalisation de composants photoniques compacts. En effet, la longueur d’onde d’émission du ZnO est de l’ordre de 375nm, impliquant l’utilisation de structures de petite taille dont la réalisation relève des nanotechnologies.Trois objectifs scientifiques ont été poursuivis : l’amélioration de l’extraction de l’émission excitonique dans les couches minces de ZnO par ingénierie de gap en utilisant les cristaux photoniques, l’émission laser et son contrôle et enfin, le transfert d’énergie du ZnO vers les QDots comme couche de phosphores pour la conversion de l’émission UV en lumière blanche. Pour y parvenir, deux technologies ont été utilisées : la croissance PLD (Nanovation) et la structuration par approche top-down délaissée par la communauté scientifique.La thèse traite de la structuration par lithographie électronique combinée à la gravure RIE-ICP et les études scientifiques associées. Les résultats obtenus sont concluants avec parfois des records comme pour le gain (>1000cm-1) et les pertes optiques (<10cm-1). Nous avons également procédé à la réalisation des premiers composants optoélectroniques : laser MIS et photodétecteur MSM<br>This work was conducted in the framework of the MATISSE project supported by the CPER-FEDER. Coordinated by UTT and including two other partners: Nanovation and URCA, the main project objective was the growth of high quality ZnO thin films and their valorization.ZnO is a wide band gap semiconductor with excellent optical properties. Its exciton binding energy (60meV) is one of the most important characteristics that earned to ZnO more attention despite its physical etching which is difficult to perform. Indeed, the excitonic emission of ZnO occurs approximately at 375nm, which involves the use of small structures whose achievement leads to the use of nanotechnology.Three scientific objectives were pursued: improving the extraction of the excitonic emission in ZnO thin films by engineering the photonic band gap by using photonic crystals, laser emission and control and finally, energy transfer from ZnO to QDots used as phosphors for down conversion of the UV emission to white emission. To achieve this, two technologies were used: PLD growth (Nanovation) and top-down structuring approach neglected by the scientific community.The thesis mainly deals with the structuring by electron beam lithography combined with ICP - RIE and related scientific studies. Conclusive results have been obtained such as high optical gain (>1000 cm-1) and low optical losses (<10 cm-1). We also carried out first optoelectronic components: MIS laser and MSM photodetector
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Mesquita, Vincent. "Nanolithographie catalytique par microscopie à force atomique : étude des paramètres physico-chimiques." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4344.
Full textAbstract:
Les procédés lithographiques sont de nos jours très utilisés au sein de l’industrie de la microélectronique pour réaliser des matériaux fonctionnels de taille nanométrique. L’obtention de composants de taille de plus en petite (<100 nm) nécessite la mise en œuvre de nouveaux procédés de fabrication. Les travaux de recherches réalisés dans cette thèse portent sur l’étude d’un nouveau concept de lithographie par microcopie à force atomique (AFM). L'objectif principal est d'utiliser la pointe d’un AFM comme outil pour promouvoir des réactions catalysées sur une zone bien définie d’une surface greffée. De cette manière, diverses molécules ont pu être greffées sélectivement et spatialement pour conduire à des objets finis en 3 dimensions. Afin de mieux comprendre le mécanisme réactionnel, différents paramètres physico-chimiques ont été étudiés dans la première partie : vitesse de balayage de la pointe, force appliquée, distance interligne lors de la gravure du motif, largeur de lignes limites, durée de vie de la pointe catalytique et influence de la flexibilité du catalyseur présent sur la pointe. La deuxième partie consiste à la réalisation de nanostructures avec des molécules aux propriétés physico-chimiques particulières (optique, électrique, catalytique) ainsi qu’à la construction de nanostructures tridimensionnelles. Quelques résultats marquants sont l’obtention d’une largeur de ligne limite de 25 nm, d’une surface de greffage minimum de 480 µm² et d’une structure de forme pyramidale composée de trois niveaux moléculaires distincts<br>Lithography processes are widely used in the microelectronics industry for the realization of functional materials of nanometric size. To obtain components increasingly small (<100 nm) the development of new manufacturing processes is requires. The research presented in this thesis concerns the study of a new concept of lithography by Atomic Force Microscopy (AFM). The main objective is to use the tip of an AFM as a tool to promote catalysed reactions on a well defined zone of a grafted surface. In this way, diverse molecules could be grafted selectively and spatially to form three dimensioned objects. To better understand the reaction mechanism, different physico-chemical parameters were studied in the first part: the scanning speed of the tip, the strength applied, the interline spacing during the engraving pattern, the width lines limits, the life time of the catalytic tip and the influence of the catalyst flexibility coated to the tip. The second part consists in the realization of nanostructures with molecules that have particular physico-chemical properties (optical, electric, catalytic) and the construction of three-dimensional nanostructures. Some pertinent results are the achievement of line width of 25 nm, a minimum grafted surface of 480 µm² and the formation of a structure of pyramidal shape constituted of three different molecular levels
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Grand, Johan. "Plasmons de surface de nanoparticules : spectroscopie d'extinction en champs proche et lointain, diffusion Raman exaltée." Troyes, 2004. http://www.theses.fr/2004TROY0014.
Full textAbstract:
Les expériences menées en spectroscopie Raman en champ proche optique restent rares du fait de la faiblesse intrinsèque du processus de diffusion Raman. Une partie de cette thèse s’est donc orientée vers l’étude de l’effet Raman exaltée de surface (SERS), technique permettant de détecter de très faibles concentrations de molécules adsorbées à la surface de substrats métalliques rugueux, pour, à terme, enregistrer des spectres Raman en champ proche. Nous avons, dans un premier temps, en utilisant des réseaux de nanoparticules métalliques réalisés par lithographie électronique, étudié différents paramètres (forme, taille, arrangement) permettant d’accorder la résonance plasmon de surface localisé. Nous nous sommes alors intéressés à la relation entre la position de cette résonance et l’intensité du signal SERS. Nous avons observé que l’obtention de la meilleure exaltation dépend non seulement de la position spectrale de la résonnance plasmon, mais également de la géométrie des structures métalliques sur lesquelles sont localisées ces résonances. Parallèlement nous avons développé un microscope en champ proche optique à sonde sans ouverture associé à un éclairage par un continuum de lumière blanche, obtenu en couplant une fibre à cristaux photoniques à un laser pulsé Ti:Sa. Ce dispositif a permis d’étudier la réponse optique de réseaux de particules métalliques, à différentes longueurs d’ondes d’excitation. Nous avons ensuite mis en œuvre un système de comptage de photons pour enregistrer, directement, des spectres « d’extinction » en champ proche<br>The intrinsic weakness of the Raman process makes its application in a near field optical experiment rather difficult. Thus, as a first step towards near field Raman spectroscopy, we studied Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS), a technique that enables the detection of very low concentration of molecules adsorbed on rough metallic surfaces. For the purpose of the near field experiments, these SERS-active samples have to be reproducible and yield good enhancement factors. By designing metallic nanoparticle grating through electron beam lithography, we manage to vary the shape, size and arrangement of the particles, hence enabling a fine tuning of the Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) over the whole visible spectrum. We then investigate the relationship between the spectral position of the LSPR and the SERS intensity. The enhancement factor turned out to depend not only on the spectral position of the LSPR, but also on the shape of the metallic nanoparticles on which the surface plasmon is localized. In the same time, we build up an Apertureless Scanning Near Field Optical Microscope (ASNPM) set-up. The microscope is based on an atomic force microscope and a confocal detection coupled to a spectrometer. The near field/far field discrimination is achieved through the use of a lock-in detection of a photon counting device. Using this set-up along with a white light continuum, generated by coupling a Photonic Crystal Fiber to a Ti:Sa laser, made it possible to investigate the near field optical response of metallic nanoparticle gratings at different excitation wavelengths. A photon counting scheme was then used to directly record near field “extinction” spectra
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Sagnes, Mathieu. "Nanotechnologies associées à la caractérisation et à la mesure d'un nanotube de carbone." Toulouse, INSA, 2004. http://www.theses.fr/2004ISAT0025.
Full textAbstract:
Les travaux présentés dans cette thèse traitent des étapes nécessaires à la connexion et à l'analyse structurale de nano-objets : les nanotubes de carbone. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés aux contraintes et impératifs qui ont dus être pris en compte lors du développement et de la réalisation des échantillons. Ces échantillons représentent la base sur laquelle nous allons réaliser le dépôt et la connexion de nanotubes de carbone. Ces échantillons sont réalisés en faisant appel aux méthodes de fabrication parallélisée issues de la technologie silicium. Le peignage moléculaire nous permet de contrôler l'orientation et la densité d'objets déposés. Les paramètres critiques associés à ces dépôts ont été déterminés et leurs influences discutées. Après dépôt et repérage par AFM, les objets sont connectés aux échantillons par le biais d'électrodes nanométriques réalisées par lithographie électronique à haute résolution. Enfin, nous avons développé une technologie pour la réalisation de membranes d'épaisseur nanométrique, alignables et compatibles avec l'étape de connexion par lithographie électronique. L'utilisation de telles membranes permet de caractériser les nanotubes de carbone structurellement et morphologiquement tout en ayant la possibilité d'évaluer leurs propriétés de transport électronique. Plusieurs types de grilles électrostatiques ont été adaptés pour permettre une investigation approfondie de la structure de bande des nanotubes par mesure de conductivité. Enfin, plusieurs investigations croisées entre structure et propriétés de transport électronique sous 60T ont permis de valider ces technologies<br>We studied the different steps involved in the connexion and structural analysis of carbon nanotubes. In a first step, we developed the process required for the production of our substrates. Those substrates are the cornerstone on which deposition and connexion of the carbon nanotubes will happen. Those samples are produced thanks to the parallelized production means of the silicon technology. Molecular combing allowed us to control orientation and density of the nanotubes. The critical parameters associated with this kind of deposition and their influence have been determined. After deposition and registration through AFM observation, the nanotubes are connected thanks to nanometer sized electrodes patterned by high resolution electron beam lithography. We also developed a process for the realisation of nanometer thick membranes. Those membranes are to be aligned on the electrodes patterns and compatible with the nanoconnexion process. Such membranes allow us to structurally characterize the very nanotube that is to be measured by transport measurements. Different kind of electrostatic gates have also been developed to enable a more in-depth probing of the band structure through conductivity measurements. At last, some cross investigations between transport measurement under 60T pulsed magnetic field and structural characterisation have been performed to validate the technologies developed during this thesis
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Jussot, Julien. "Lithographie directe à faisceaux d’électrons multiples pour les nœuds technologiques sub-20nm." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT086/document.
Full textAbstract:
Depuis de nombreuses années, l'industrie microélectronique s'est engagée dans une course à l'augmentation des performances et à la diminution des coûts de ses dispositifs grâce à la miniaturisation de ces derniers. La génération de ces structures de petites dimensions repose essentiellement sur l'étape de lithographie. Dans cette optique, plusieurs techniques de lithographie nouvelle génération (NGL) sont en cours de développement afin de pouvoir répondre aux besoins de l'industrie pour les nœuds technologiques inférieurs à 20 nm. Parmi elles, les solutions de lithographie à faisceaux d'électrons multiples semblent très prometteuses grâce à leur écriture directe sans masque (ML2), ainsi que leur coût et encombrement réduits. Le CEA-LETI s'est associé à l'entreprise Mapper Lithography basée aux Pays-Bas afin d'aider au développement d'une technologie de lithographie électronique à faisceaux d'électrons multiples basse énergie (d'énergie 5 keV). Les travaux de thèse de ce manuscrit visent à contribuer au développement de cette technologie qui pourrait à terme permettre de réaliser des dispositifs CMOS pour les nœuds technologiques actuels et futurs. L'intégration d'une nouvelle technique de lithographie dans l'industrie repose sur 3 grands critères du procédé lithographique, la production horaire (sensibilité), la résolution (taille minimale des structures réalisées) et la rugosité de ligne. La rugosité de ligne est devenue l'un des paramètres les plus critiques limitant à l'heure actuelle la miniaturisation et pour cause cette dernière impacte de manière négative les performances des dispositifs. Alors que l'ITRS préconise une rugosité de ligne inférieure à 1.7 nm pour les futurs nœuds technologiques inférieurs à 20 nm, les lithographies actuelles ne permettent pas d'obtenir des rugosités inférieures à 4-5 nm. Les travaux de cette thèse visent la minimisation de la rugosité de ligne de résine imprimée par lithographie électronique en proposant des stratégies alternatives d'écriture ou en modifiant les empilements de matériaux sous-jacents la résine, ou encore par l'introduction de traitements post-lithographiques tels que des recuits thermiques ou des traitements plasma. Les études ont montré qu'en combinant une stratégie d'écriture et un traitement plasma à base de dihydrogène une réduction de 41% du LWR pouvait être obtenue<br>For decades, the growth of the Semiconductor Industry (SI) has been driven by the paramount need for faster devices at a controlled cost primarily due to the shrinkage of chip transistors. The performances of future CMOS technology generations still rely on the decrease of the device dimensions. However, the photolithography is, today, the limiting factor for pattern miniaturization and the technology has been at a standstill since the development of 193-nm water-based immersion lithography. Moreover, another parameter limiting further semiconductor scaling is the transistor gate linewidth roughness (LWR), i.e. the standard deviation of the gate critical dimension (CD) along the line. The LWR needs to be controlled at the nanometer range to ensure good electrical performances of the future CMOS device. The lithography step is again identified as the root cause of the gate LWR. Indeed, the significant LWR (4-5 nm) of the patterns printed by photolithography is transferred into the gate during the subsequent plasma etching steps, resulting in a final gate LWR far above the sub-2 nm LWR targeted for the sub-20 nm technological nodes. In order to continue scaling down feature sizes of devices, the semiconductor industry is waiting for the maturity of next generation lithographies (NGL). Among NGL, one can find the promising mask-less direct-write techniques (ML2) in which multiple electron beam lithography (multibeam lithography) is regarded as a serious candidate for providing high resolution structures at a low cost. The firm MAPPER Lithography, associated with CEA-LETI is working on the development of such a technology. The aim of this work is to contribute to the development of a low energy (5 keV) multibeam technology and to focus on the improvement of the LWR of the printed patterns. Several process parameters have been investigated to decrease the LWR: the effect of a specific writing strategy, the influence of the under layers and the introduction of post-lithographic treatments such as plasma treatments or thermal annealing. This work has shown that by combining a biased writing strategy with H2 plasma treatment, a 41% LWR decrease could be obtained. Although this performance is still above the ITRS requirements, this work opens the pace for LWR optimization with multi-beam lithography
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Salhi, Billel. "Synthèse et caractérisation de nanofils et des nanostructures 3 D à base de silicium." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2007/50376-2007-5.pdf.
Full textAbstract:
L'histoire de la micro électronique, qui a débuté avec l'invention du transistor il y a cinquante ans, a montré l'effet bénéfique de la miniaturisation: davantage de transistors fonctionnent à plus hautes fréquences, sont plus fiables et moins onéreux. Toutefois, le passage à la nanoélectronique en tant qu'électronique du futur est un défi aussi bien dans la fabrication que dans le fonctionnement des transistors. Ce travail de thèse propose une étude de synthèse des nanofils et des nanostructures 3D de silicium. D'abord, la croissance des nanofils de silicium par la technique VLS et SLS ont été mises en œuvre. Des fils dont le diamètre est compris entre 15 et 100nm pour une longueur de quelques microns sont obtenus. Nous avons pu avoir un contrôle sur la taille ainsi que sur la position des nanofils en contrôlant le temps, la taille du catalyseur et la température. Ensuite, nous nous somme intéressés à l'étude des propriétés optiques des nanofils. Nous avons montré que ils ont une faible photoluminescence que nous avons réussi à améliorer et à la rendre stable par un traitement à la vapeur d'eau sous haute pression. Enfin, nous avons développé une autre technique de fabrication qui consiste à graver chimiquement une surface de silicium structurée par une lithographie direct, c'est-à-dire sans passer par une étape de résinage. La lithographie directe a été effectuée en utilisant un faisceau d'électrons et également un faisceau d'ion. Quant à la gravure chimique, elle a été réalisée dans des solutions anisotropes, (TMAH et KOH). Cette technique a permis la réalisation de nanofils et des nanostructures 3D de morphologie contrôlee.
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Boutry, Hervé. "Potentialités des hétérostructures GaSb/AlxGa1-xSb/InAs sur substrat GaAs pour la réalisation de HEMT en vue d'applications faible bruit en ondes millimétriques." Lille 1, 2002. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2002/50376-2002-299.pdf.
Full textAbstract:
L'essor des applications hyperfréquences nécessite le développement de nouvelles filières de circuits intégrés. Un composant clé de ces circuits est le transistor à effet de champ à hétérojonction : le HEMT (High Electron Mobility Transistor). Les performances de ce type de composant sont conditionnés par les propriétés des matériaux qui le constituent et par le choix des procédés technologiques. Ce mémoire est consacré à l'étude de structures à base d'antimoniures, et plus particulièrement (AlGa)Sb/InAs, réalisées sur arséniure de gallium (GaAs). L'objectif de ce travail est d'évaluer les potentialités de cette hétérostructure en vue de la réalisation de transistors HEMT. Dans un premier chapitre, nous présentons la filière des antimoniures, en décrivant les différentes possibilités de ces matériaux ainsi que les propriétés de l'hétérostructure AlGaSb/InAs. La première phase du travail expérimental, présenté dans le deuxième chapitre, vise à évaluer la qualité cristalline des couches épitaxiales dont nous disposons, en utilisant diverses méthodes d'analyse physique, telles que la diffraction de rayons X et la spectroscopie Raman. Cette étude est complétée par des caractérisations électriques de l'hétérostructure, en particulier par effet Hall. Dans une seconde phase, qui fait l'objet du troisième chapitre, des investigations technologiques sont menés afin de mettre au point les différentes étapes nécessaires à la fabrication du transistor. Nous avons obtenus les meilleurs contacts ohmiques avec la séquence métallique Pd/Pt/Au. Les étapes de gravure ont été effectuées par voie humide, avec une solution d'acide tartrique ammoniaquée, la cinétique de gravure étant réglée par le choix du pH. Le dépôt de grille permet de finaliser la réalisation du composant. La caractérisation électrique en est effectuée et les résultats obtenus, assez éloignés de ceux attendus pour un HEMT, sont interprétés.
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Stenger, Nicolas. "Croissance de méta-cristaux sur des patrons en pavages de Penrose." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2008. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2008/STENGER_Nicolas_2008.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l’assemblage de tapis 2D de billes de silice de symétrie quasi-cristalline par des méthodes bottom-up sur des empreintes produites par lithographie électronique, dans le but d’obtenir des bandes photoniques interdites complètes (BPIC). Après avoir introduit les propriétés de symétrie des quasi-cristaux, nous montrons que ces structures permettent d’obtenir des BIPC. Nous présentons ensuite la méthode de dip-coating nous permettant d’assembler des tapis de billes sur des empreintes lithographiées de symétrie non périodique. Dans la dernière partie, nous présentons les résultats et une discussion sur la qualité de nos assemblages par dip-coating de billes de silice de diamètres allant de 250nm à 600 nm sur des empreintes lithographiées dont la hauteur des puits de potentiel est de 23 nm. Enfin nous terminons sur les mesures de diffraction optique. Ces résultats sont comparés à des simulations qui nous permettent de conclure sur la possibilité d’obtenir une BPIC<br>This work is focused on the assembly of silica beads on electron lithographed patterns with quasi-crystalline symmetry in order to obtain complete photonic band gaps (CPBG). The first part of this thesis presents the symmetrical properties of quasi-crystals and the possibility to obtain CPBG due to their higher degree of isotropy. Following this statement, we propose a protocol to assemble silica beads with diameters ranging from 250 nm to 600 nm with a dip-coating technique on lithographed patterns. The second part shows the patterns obtained by electron beam lithography. The characterization shows Penrose pattern with 23 nm high walls. We present the results and the characterization after the coating of the patterns with silica beads. We obtain well assembled 2D structures with quasi-crystalline characteristics. We perform optical diffraction on our samples and we compare the results with theoretical simulation. We finally conclude on the possibility of obtaining CPBG in our structures
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Han, Xiang-Lei. "Réalisation et caractérisation de dispositifs MOSFET nanométriques à base de réseaux denses de nanofils verticaux en silicium." Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10069/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, un procédé innovant de transistor implémenté sur des réseaux denses de nanofils (NFs) verticaux est proposée comme une solution potentielle pour des composants très avancés.Dans une première partie, des masques de résine formant des réseaux des nanopiliers verticaux sont fabriqués par lithographie électronique sur une résine inorganique. Ces masques sont transférés dans le substrat de Si par gravure ionique réactive avec des conditions optimisées pour réaliser des réseaux ultradense de NFs verticaux avec un diamètre decananométrique et une excellente anisotropie. Enfin, le phénomène d’effondrement des nanostructures induit par les forces de capillarité a été précisément étudié.Dans une deuxième partie, les phénomènes d’oxydation et de siliciuration de nanostructures sont observés et analysés systématiquement. En utilisant l’autolimitation de l’oxydation thermique, des NFs avec un diamètre ultrafin sont réalisés tout en améliorant l’anisotropie des profils de NFs et en réduisant la rugosité de surface.Une troisième partie débute par la réalisation et caractérisation de nanocontacts implémentés sur des structures à 2 terminaux à base de réseaux de NFs verticaux où une parfaite reproductibilité des caractéristiques IV est démontrée quand un grand nombre de NFs sont considérés par rapport à un NF unique. De plus, l’impact de la surface sur la conduction dans le NF est discuté. Enfin, des transistors à base de réseaux denses de NFs verticaux avec une grille entourante sont réalisés et démontre qu’ils sont une structure efficace pour lutter contre les effets canaux courts<br>In this work, a transistor device based on dense networks of vertical silicon nanowires (Si NWs) is proposed as a promising way for ultimate Field Effect Transistor (FET). The first part is dedicated to the realization of dense arrays of vertical NWs with very narrow diameters by a "top-down" approach. Firstly, dense and well-defined nanocolumns arrays have been patterned by e-beam lithography using a negative tone e-beam resist. The resist patterns were transferred by reactive ion etching using chlorine based plasma chemistry and optimized parameters. Lastly, the collapse phenomenon of nanostructures induced by capillary force is studied. The second part concerns a systematically study of oxidation and silicidation phenomenon in the case of Si nanostructures. Thermal oxidation process is identified as an effective method to realize ultra-small diameter Si NWs, improving anisotropic profile and reducing surface roughness after etching process. In the third part, first, the fabrication and characterization of two-terminal structures implemented on vertical Si NWs arrays defined by a "top-down" approach with an ultra-high density is presented. A perfect reproducibility in the I-V characteristics is demonstrated when a large number of Si NWs are considered compared to a single Si NW; the temperature dependence and the non linearity of I-V characteristics indicates that contacts dominate the overall resistance of the Si NWs and the impact of Si NWs surface on conduction of the Si NWs is discussed. Secondly, transistor implemented on dense network of vertical Si NWs with a 15 nm length gate-all-around (GAA) is produced; the characteristics show that this structure can reduce effectively the short channel effects
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Salut, Roland. "Etude des moyens de lithographie haute résolution pour la fabrication de résonateurs à ondes élastiques de surface : application aux sources embarquées." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00839967.
Full textAbstract:
Le but de ce travail de thèse est d'étudier les moyens de lithographie haute résolution pour la fabrication de résonateurs à ondes élastiques de surface, et de l'illustrer à travers la réalisation de sources de fréquences fonctionnant au-delà du GigaHertz. Dans un premier temps nous abordons les différents dispositifs fondés sur les ondes élastiques de surface puis les sources de fréquence (instabilités caractéristiques) et fixons les objectifs de l'étude au travers notamment d'un état de l'art. Dans un second temps, nous présentons les moyens de lithographie étudiés dans le cadre de ce travail, à savoir la lithographie électronique, la gravure par faisceau d'ions focalisés, la lithographie UV par projection et la lithographie par nano-impression. Pour chacune d'entre elles, nous détaillons le principe de fonctionnement et montrons, notamment grâce à des simulations, leur intérêt et leurs limitations. Ensuite, nous présentons la fabrication et la caractérisation de résonateurs sur différents types de substrats ayant des propriétés innovantes par rapport à nos applications. Le PZT élaboré par épitaxie, présentant des coefficients de couplage élevés (plusieurs pourcents) couplés à une granulométrie fine et une orientation cristalline selon l'axe 001. Le diamant, qui permet d'atteindre des vitesses de phase de l'ordre de 10000 m.s-1, soit une vitesse deux fois supérieure à celles des ondes transverses sur substrat de quartz, quartz que nous avons également étudié afin de rechercher de nouveaux points de fonctionnement à haute fréquence. Pour chaque matériau, nous identifions un ou plusieurs moyen(s) de lithographie qui nous permettent de fabriquer les résonateurs. Les étapes de conception, de fabrication et de caractérisation sont décrites en détail. La dernière partie du manuscrit consiste à exposer les caractéristiques des oscillateurs fondés sur les résonateurs à haut produit Qf ainsi fabriqués (Qf > 5.1012). Nous reportons les résultats obtenus à des fréquences de 1,5 GHz (sur quartz) et à 3 GHz (sur diamant nanocristallin). Le bruit de phase à 10 kHz de la porteuse est compris entre -100 et -110 dBc.Hz-1, et le bruit plancher est de -160 dBc.Hz-1. Nous concluons en donnant des pistes afin d'améliorer ces caractéristiques
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Descatoire, Cédric. "Conception, fabrication et caractérisation de sources d’électronébulisation micro et nanofluidiques en technologie silicium." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10156/document.
Full textAbstract:
La protéomique, c'est-à-dire l’étude de la structure tridimensionnelle des protéines codées par le génome et des modifications qu’elles subissent, sous l’influence de l’environnement, des maladies et des médicaments, suscite un grand intérêt pour la communauté scientifique. La compréhension des changements dans l’expression des protéines est un enjeu important car ils pourraient être utilisés comme un indicateur biologique pour la détection des maladies et l’évaluation des effets thérapeutiques d’un médicament. Mais à ce jour, peu d’entre elles ont été caractérisées, leur nombre considérable nécessitant des analyses plus rapides, par le développement de dispositifs compatibles avec l’automatisation et intégrant de nombreuses fonctions : les laboratoires sur puce (LOC). La spectrométrie de masse apparaît comme la technique d’analyse la plus puissante pour les recherches en protéomique. Elle repose sur l’ionisation d’un liquide émis par une source d’électronébulisation sous forme de fines gouttelettes recueillies par un spectromètre qui procède à l’identification des protéines présentes. Cependant, les sources actuelles souffrent de nombreux inconvénients: dimensions mal contrôlées, incompatibilité avec l'automatisation et les LOC. Dans ce contexte, les micro et nanotechnologies ont été mises en œuvre pour la fabrication en masse peu coûteuse de nouvelles sources miniaturisées en silicium, intégrables dans un LOC. Les caractérisations montrent qu’elles offrent une meilleure sensibilité et une étude approfondie de l’émission des gouttelettes est proposée afin de mieux contrôler l’électronébulisation en vue d’autres applications comme l’écriture directe par nanolithographie<br>Proteomics, i.e. study of three-dimensional structure of proteins encoded by genome and their alterations under the influence of environment, diseases and drugs, is of great interest for the scientific community. Understanding of changes in proteins expression is an important challenge as they can be used as a biological indicator for illnesses and drug therapeutic effects estimation. But nowadays, only few of them have been characterized, their considerable number requiring faster analysis, with the development of devices compatible with automation and integrating numerous functions: lab on a chip (LOC). Mass spectrometry appears to be the most powerful tool for proteomics researches. It relies on ionisation of a liquid by an electrospray source emitting tiny droplets collected by a mass spectrometer which carries out proteins identification. However, usual sources suffer from numerous drawbacks: poor control of dimensions, incompatibility with automation and LOC. In this context, we have made use of micro and nanotechnologies for new low cost miniaturized silicon sources mass fabrication, integrable in LOC. Characterizations show that these sources are more sensitive and a thorough study of droplets emission is suggested in order to enhance electrospraying control with the aim of other applications as direct writing by nanolithography
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Kirsch, Philippe. "Etude et réalisation par lithographie électronique de dispositifs à ondes acoustiques de surface à structure multicouche : des filtres pour la bande X aux capteurs de liquide." Thesis, Nancy 1, 2007. http://www.theses.fr/2007NAN10125/document.
Full textAbstract:
Après beaucoup de travail, de nombreuses heures de réflexion, d'idées à améliorer et, des fois, à rejeter, une quantité innombrable d'échantillons et d'heures passés sur les différentes installations, nous voilà au point de présenter les résultats de tous ces efforts. Tout au début, nous avions décidé de se lancer dans la recherche et le développement de dispositifs à ondes acoustiques de surface pouvant servir en tant que filtres électriques passe-bande pour les nouvelles technologies de télécommunication et en tant que capteurs de liquide. Nous avons commencé à faire l'inventaire des tous les domaines que nous allions aborder lors de nos travaux de recherche, en nous en avons présenté ce qui nous semblait important. Même si la science est le pilier principal de cette thèse, nous nous sommes assurés que nos efforts ne seraient pas vains dès le départ en analysant les besoins industriels, et donc indirectement les retombées économiques possibles, en dispositifs à ondes acoustiques de surface. Nous nous sommes donc dotés de tous les outils nécessaires pour pouvoir avancer : Nous avons étudié l'évolution des dispositifs à ondes acoustiques de surface afin de reconnaître, avec un peu de chance, des tendances et de nouvelles ouvertures. Nous avons élucidé la partie théorique correspondante, au niveau de la piézoélectricité et des ondes acoustiques de surface. Nous avons fait le tour des matériaux piézoélectriques utilisées pour se faire une idée des leurs propriétés pour pouvoir faire, le moment venu, une sélection judicieuse selon les besoins de l'application. En partant de la théorie générale des ondes acoustiques de surface, nous avons étudié les différents types d'ondes existants dans la même optique : Disposer d'une multitude intéressante de choix possibles pour trouver la bonne solution à la fin. [...]<br>After a lot of hard work, countless hours of brainstorming, ideas to still improve or simply to drop, an amazing number of processed samples and a remarkable amount of time spent on all of those different machines have finally brought us to the point where we are able to present our results. Right at the beginning of this work, we had decided to get into the development of surface acoustic wave devices that could possibly serve as well as electric band pass filters as as liquid sensors. We have started out by making an inventory in all domains that we would possibly be confronted with and we proposed a selection of the most valuable information that could be found. Even if science is at the heart of this thesis, we wanted to be sure that our efforts would not be opposed to real world economic and industrial needs. We have thus arranged all necessary tools to our side: From historical evolution of surface acoustic wave devices through acoustic wave theory in solids, from general piezo-electricity to surface acoustic waves. We went through commonly used piezoelectric materials in order to get an idea of their properties and differences to be able to make the right decision at the right time, similarly to the study of the different types of acoustic surface waves with always the same goal in mind: Rely on the vastest number of possibilities in order to make the right decision when required. [...]
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Cacciolati, Olivier. "Structures d'accueil pour composants de l'électronique moléculaire." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30017.
Full textAbstract:
Lorsque la taille des composants électroniques classiques atteint quelques nanomètres la question de l'existence de l'effet transistor se pose. Le cadre de ce travail se situe dans le domaine de l'électronique moléculaire. Nous décrivons l'état de l'art sur la compréhension des phénomènes induits par la réduction en taille. Nous montrons comment nous avons mis au point la fabrication de nanoélectrodes enterrées, affleurantes séparées de quarante à cinq nanomètres, permettant de déposer des nanotubes de carbone entre la source et le drain et d'en mesurer leurs caractéristiques électriques. Nous abordons ensuite une réflexion basée sur la relation entre le diamètre d'une molécule, la nature et le nombre d'interconnections métalliques, nous amenant à concevoir des nanostructures métalliques d'accueil à plusieurs électrodes (3 < N < 20) en électronique mono-moléculaire. Le procédé de fabrication des électrodes par nanolithographie électronique est détaillé dans le chapitre final<br>When the size of the classic electronic devices reached some nanometers, the question of the existence of the effect transistor lands. The setting of this work is located in the domain of the molecular electronics. We describe the state of the art on the understanding of the phenomena led by the reduction in size. We show how we finalized the manufacture of buried nanoélectrodes, showing on the surface separated from 40 nm to 5 nm, permitting to deposit carbon nanotubes between the source and the drain and to measure their electric features. A reflection based on the relation between the diameter of a molecule, the nature and the number of interconnected metallic is approached, bringing us to conceive metallic nanostructures with to several electrodes (3
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Nguyen, Thanh Ngoc. "Second harmonic generation of three-fold symmetry gold nanoparticles : measurements and modelling." Troyes, 2013. http://www.theses.fr/2013TROY0002.
Full textAbstract:
Nous avons fabriqué des nanoparticules métalliques de symétrie C3v d’une taille caractéristique de 160 nm. Bien qu’exclusivement en or, leur forme non centrosymétrique permet la génération de seconde harmonique. Leur taille a été déterminée pour profiter de la résonance plasmon et, simultanément, d’optimiser leur réponse non linéaire. Des nano-étoiles avec cette symétrie ont été fabriquées par lithographie à faisceau d’électrons. La distance entre deux nano-étoiles est suffisamment grande pour collecter l’émission SHG de particule individuelle. Les χ(2) effectifs de nano-étoiles (44 pm/V hors résonance, 580 pm/V à résonance), de triangles (33 pm/V hors résonance, 370 pm/V à résonance) ainsi que de cylindres (7 pm/V hors résonance, 25 pm/V à résonance) montrent le rôle important de la forme du contour de la nanoparticule dans l'efficacité de SHG. Une analyse en polarisation a permis de caractériser précisément la réponse SHG. Plusieurs modèles dans lesquels des dipôles non linéaires sont situés à l’extrémité de chaque branche d’étoile ont été développés. La symétrie (exacte ou approchée) y est incluse, ainsi que l’incidence de la taille de l’étoile. Ces modèles sont en très bon accord avec les résultats expérimentaux. L’efficacité de la SHG en fonction de la longueur d’onde a été étudiée<br>We made metallic nanoparticles with C3v symmetry properties of 160 nm typical size. Although they are made only with gold, their non centrosymmetrical shape permit second harmonic generation. Their size has been optimized for plasmon resonance and non linear response. Gold nanostars have been made by electron beam lithography. The inter-distance is sufficiently large to allow collecting the SHG emission of individual particle. The effective χ(2) values of nanostars (44 pm/V off-resonance second order susceptibility, 480 pm/V at resonance), triangles (33 pm/V offresonance, 370 pm/V) and cylinders (7 pm/V off-resonance, 25 pm/V at resonance) point out the leading role of contour shape for significant efficiencies. The SHG response has been precisely assessed with a polarization analysis. We developed several models for the SHG response in which the nonlinear induced dipoles sources are located at the tip of star arms. The (exact or approximative) symmetry and the size of the star were taken into account. Our models show a very good agreement with experimental results. Efficiency of SHG has been measured according to pump wavelength
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Festes, Gilles. "Etude des phénomènes physiques limitant les transferts d'images en lithographie optique submicronique." Toulouse, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAT0027.
Full textAbstract:
Le but de cette etude est de mettre en evidence les phenomenes physiques limitant le transfert lithographique. Par une connaissance des limitations, des solutions sont proposees pour ameliorer les performances en resolution et le controle des dimensions des motifs transferes. La technique lithographique est divisee en trois systemes elementaires: le systeme optique, le systeme resine (et developpeur) et le systeme substrat. Entre ces trois systemes, differents transferts d'images s'operent. Des methodes de caracterisation originales ont permis d'etudier chaque systeme independamment les uns des autres. Le transfert optique est caracterise par le contraste et par le gradient d'intensite de l'image aerienne. La qualite de l'image est limitee par les aberrations geometriques et la diffraction lumineuse. Des budgets en profondeur de champ et des regles de dessin intra-niveau sont definis. Le film de resine, qui est le support de l'etape lithographique, est caracterise par ses proprietes physiques. Differents phenomenes, tels que les effets d'absorption, de densite et de diffusion du compose photosensible sont mis en evidence. Leurs consequences sur la formation de l'image latente et sur le developpement des motifs sont etudiees. A partir des differentes notions de contraste, les parametres du procede (conditions de recuit et temps de developpement) sont optimises. Enfin, le transfert lithographique est etudie en vraie grandeur pour des substrats avec topographie (niveau grille d'un transistor sur structure locos). Les phenomenes de reflexions parasites sur le substrat ont des consequences desastreuses sur la qualite du transfert lithographique. Differentes solutions (resine ou substrat) sont presentees pour reduire l'importance des effets de proximite inter-niveaux. Des regles de dessin sont definies pour chaque cas
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Lesecq, Marie. "Fonctionnalités actives en optique intégrée à base de fils optiques en filière InP : application à la commutation optique." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2007/50376-2007-127.pdf.
Full textAbstract:
L'objectif de cette étude est l'évaluation des potentialités de la nanophotonique pour la réalisation de la fonction de commutation à la longueur d'onde des télécommunications optiques 1550 nm. Des guides optiques de taille submicronique (ou fils optiques) ont été utilisés. L'étape de conception à l'aide de logiciels commerciaux de modélisation numérique a permis de définir une structure de commutation optique originale basée sur la mise en série de deux jonctions Y actives dissymétriques. Différents procédés technologiques spécifiques ont été développés : lithographie électronique sur résine épaisse pour la définition de motifs de taille micrométrique, gravure profonde et anisotrope, report de contact sur des structures fortement non planaires. Les caractérisations optiques des structures passives, guides droits, guides courbes et jonction Y ont mis en évidence la possibilité de réduire fortement les dimensions des composants par rapport à l'optique intégrée traditionnelle. Les caractérisations électro-optiques des micro-commutateurs ont mis en évidence une diaphotie de -20 dB pour une consommation de 100 mA. Enfin, La technologie microguide a été utilisée pour la réalisation de deux types de filtres optiques. Les premiers sont des résonateurs à microdisque ou microanneau ; nous avons notamment démontré la possibilité de réaliser une accordabilité tout-optique des résonances du disque. Les seconds sont des filtres compacts de types stubs.
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Penaud, Julien. "Contributions à la conception et à la réalisation de transistors MOS à grille multiple." Lille 1, 2006. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2006/50376-2006-Penaud.pdf.
Full textAbstract:
L'évolution des transistors MOSFET a permis la réduction des dimensions jusqu'à des dispositifs de longueur de grille de 65 nm. Néanmoins, pour les générations suivantes (sub-32nm), les transistors classiques ne permettent plus d'atteindre les niveaux de courants escomptés. La solution consiste à réaliser des transistors multi-grille (FinFET) qui conservent l'aspect complètement déplété du FDSOI MOSFET, tout en multipliant les canaux de conduction. L'objectif de ces travaux a donc consisté à lever un certain nombre de verrous technologiques liés à la fabrication de tels transistors. Un procédé innovant et relativement simple a ainsi été proposé. Le premier volet de l'étude a été consacré à la définition de réseaux denses d'ailettes de silicium par lithographie électronique et gravure RIE. La deuxième étude a investigué le choix du matériau de planarisation afin de noyer les ailettes dans une matrice isolante tout en préservant un topologie de surface plane. Divers traitements de densification ont été étudiés afin de densifier la matrice, pour obtenir une meilleure résistance aux attaques chimiques. Le troisième axe de recherche s'est orienté sur l'architecture de grille Damascène qui permet d'éviter la formation de résidus de gravure. Le procédé est basé sur le dépôt d'un masque dur combiné à une photo-grille et à une gravure du diélectrique. Puis, une pulvérisation cathodique du matériau de grille rnidgap a parfaitement recouvert les ailettes. La structure a ensuite été planarisée par CMP. Enfin, des caractérisations électriques réalisées sur des siliciures de platine 3D, ont permis d'extraire une valeur de la résistivité du siliciure de platine
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Figueiro, Thiago Rosa. "Modélisation des procédés pour la correction des effets de proximity en lithographie électronique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT011/document.
Full textAbstract:
Depuis l'apparition du premier circuit intégré, le nombre de composants constituant une puce électronique n'a cessé d'augmenter tandis que les dimensions des composants ont continuellement diminué. Pour chaque nouveau nœud technologique, les procédés de fabrication se sont complexifiés pour permettre cette réduction de taille. L'étape de lithographie est une des étapes la plus critique pour permettre la miniaturisation. La technique de lithographie qui permet la production en masse est la lithographie optique par projection. Néanmoins cette technologie approche de ses limites en résolution et l'industrie cherche de nouvelles techniques pour continuer à réduire la taille des composants. Les candidats sont l'écriture en plusieurs passes, la lithographie EUV, l'écriture directe, la nano-impression ou l'auto-organisation dirigée. Même si ces alternatives reposent sur des principes très différents, chacune a en commun l'utilisation de la lithographie électronique à un moment ou à un autre de leur réalisation. La lithographie électronique est sujette à des phénomènes spécifiques qui impactent la résolution finale, tels la diffusion des électrons, le « fogging », la diffusion d'acide, la CMP etc… La solution choisie par l'industrie pour tenir compte de tous ces phénomènes est de les prévoir puis de les compenser. Cette correction nécessite de les prédire à l'aide de modélisation, la précision de ces modèles décrivant les procédés étant primordiale. Dans cette thèse, les concepts de base permettant de développer un modèle sont présentés. L'évaluation de la qualité des données, la méthodologie de choix d'un modèle ainsi que la validation de ce model sont introduites. De plus, les concepts d'analyse de sensibilité locale et globale seront définis. L'état de l'art des stratégies utilisées ou envisagées pour les procédés lithographiques actuels ou futurs sont énoncés, chacune des principales étapes lithographiques étant détaillée. Les modèles tenant compte de la physique et de la chimie impactant sur la résolution après écriture par e-beam sont étudiés. De plus, les modèles compacts permettant de prédire les résultats obtenus par e-beam seront détaillés, pour finalement décrire les limitations des stratégies actuelles. De nouveaux modèles compactes sont proposés en introduisant de nouvelles familles de fonctions telles que les fonctions Gamma ou les fonctions de Voigt. De plus, l'utilisation des fonctions d'interpolations de type Spline sont également proposés. Un modèle résine d'utilisation souple a également été développé pour tenir compte de la plupart des comportements expérimentaux observés en évaluant les dimensions de motifs d'un dessin en utilisant des métriques appropriés. Les résultats obtenus en utilisant de telles méthodes montrent une amélioration de la précision de la modélisation, notamment en ce qui concerne les motifs critiques. D'autres modèles spécifiques permettant de décrire les effets d'extrême longue portée ou permettant de compenser les déviations entre deux procédés sont également décrits dans ce travail. Le choix du jeu de motifs de calibration est critique pour permettre à l'algorithme de calibration d'obtenir des valeurs robustes des paramètres du modèle. Plusieurs stratégies utilisées dans la littérature sont brièvement décrites avant l'introduction d'une technique qui utilise l'analyse de sensibilité globale basée sur la variance afin de sélectionner les types de géométries optimales pour la calibration. Une stratégie permettant la sélection de ces motifs de calibration est détaillée. L'étude de l'impact du procédé et des incertitudes de mesures issue de la métrologie est également abordée, ce qui permet d'énoncer les limites à attendre du modèle sachant que les mesures peuvent être imprécises. Finalement, des techniques permettant de s'assurer de la qualité d'un modèle sont détaillées, telle l'utilisation de la validation croisée. La pertinence de ces techniques est démontrée pour quelques cas réel<br>Since the development of the first integrated circuit, the number of components fabricated in a chip continued to grow while the dimensions of each component continued to be reduced. For each new technology node proposed, the fabrication process had to cope with the increasing complexity of its scaling down. The lithography step is one of the most critical for miniaturization due to the tightened requirements in both precision and accuracy of the pattern dimension printed into the wafer. Current mass production lithography technique is optical lithography. This technology is facing its resolution limits and the industry is looking for new approaches, such as Multi-patterning (MP), EUV lithography, Direct Write (DW), Nano-imprint or Direct Self-Assembly (DSA). Although these alternatives present significant differences among each other, they all present something in common: they rely on e-beam writers at some point of their flow. E-beam based lithography is subject to phenomena that impact resolution such as are electron scattering, fogging, acid diffusion, CMP loading, etc. The solution the industry adopted to address these effects is to predict and compensate for them. This correction requires predicting the effects, which is achieved through modeling. Hence the importance of developing accurate models for e-beam process. In this thesis, the basic concepts involving modeling are presented. Topics such as data quality, model selection and model validation are introduced as tools for modeling of e-beam lithography. Moreover, the concepts of local and global sensitivity analysis were also presented. Different strategies of global sensitivity analysis were presented and discussed as well as one of the main aspects in its evaluation, which is the space sampling approach. State-of-the-art strategies for todays and future lithography processes were presented and each of their main steps were described. First Principle models that explain the physics and chemistry of the most influential steps in the process resolution were also discussed. Moreover, general Compact models for predicting the results from e-beam lithography were also presented. Finally, some of the limitations of the current approach were described. New compact models described as Point-Spread-Function (PSF) are proposed based on new distributions, such as Gamma and Voigt. Besides, a technique using Splines for describing a PSF is also proposed. Moreover, a flexible resist model able to integrate most of the observed behavior was also proposed, based on evaluating any pattern on the layout using metrics. Results using such method further improved the any of the PSF distribution approach on the critical features that were limiting the future technology nodes. Other specific models and strategies for describing and compensating for extreme-long-range effects and for matching two different fabrication processes are also proposed and described in this work. The calibration layout is a key factor for providing the calibration algorithm with the experimental data necessary to determine the values of each of the parameters of the model. Several strategies from the literature were briefly described before introducing one of the main propositions of this thesis, which is employing variance-based global sensitivity analysis to determine which patterns are more suitable to be used for calibration. A complete flow for selecting patterns for a calibration layout was presented. A study regarding the impact of process and metrology variability over the calibration result was presented, indicating the limits one may expect from the generated model according to the quality of the data used. Finally, techniques for assuring the quality of a model such as cross-validation were also presented and demonstrated in some real-life situations
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Hernandez, Stephan. "Conception, réalisation et caractérisation de filtres optiques nanostructurés à bande étroite pour applications spatiales à 0. 85 µm." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/368/.
Full textAbstract:
Les récents concepts de la nanophotonique et les progrès considérables des procédés de réalisation de la microélectronique devraient conduire à l'émergence de nouvelles générations de composants optiques. L'objectif de cette thèse est ainsi de proposer des filtres optiques innovants, répondant aux besoins des communications spatiales à 0. 85 µm, et susceptibles de lever les limitations des filtres usuels, en particulier en termes de largeur spectrale, sensibilité à la polarisation, fonctionnement en incidence oblique et ajustement spectral. Le travail de thèse porte sur la conception, fabrication et caractérisation de filtres à réseaux résonants associant un empilement multicouche et une nanostructuration de surface bidimensionnelle. A partir de la modélisation électromagnétique de la structure, une méthodologie de conception est développée et permet d'établir les paramètres caractéristiques de la maille photonique. Un procédé de fabrication comportant les étapes de dépôt de couches minces, lithographie électronique et gravure sèche est mis au point. Les composants fabriqués présentent des caractéristiques qui sont à l'état de l'art en incidence normale (largueur spectrale de 0. 4 nm, réflexion à la résonance de 55%. . . ) et en incidence oblique à ~60° (largeur spectrale < 0. 8 nm, indépendance à la polarisation, accordabilité). L'aspect générique du procédé de réalisation et des performances obtenues permettent de considérer que ces filtres seront d'excellents candidats pour remplacer les filtres multi-couches conventionnels. De plus, la compatibilité de leur procédé de fabrication avec ceux de la microélectronique ouvre la voie à des fonctions optiques intégrées avancées<br>New concepts in nanophonotonics and progress in microelectronic fabrication processes should lead to a new generation of optical components. The goal of this thesis is to propose such innovative optical filters for space application for 0. 85 µm wavelengths in order to overstep the usual filters limitations, particularly in term of bandwidth, polarization sensibility, oblique incidence and tunability. This PhD project is about conception, fabrication and characterization of resonant grating filters, composed by a dielectric multilayer and a bi-dimensional nanostructuration on the top. From the electromagnetic modeling of the devices, a conception methodology is developed leading to the parameters of the photonic lattice. A fabrication process including steps of thin film deposition, e-beam lithography and dry etching is developed. Thickness of the deposited layers and lattice parameters are controlled within nanometer precision. The optical characterization of the fabricated devices demonstrates state of art performances for normal incidence (bandwidth of 0. 4 nm, reflexion higher than 55%. . . ) and for oblique incidence at ~60° (bandwidth <0. 8 nm, polarization independence, tunability. . . ). These results fit well with the performances predicted by the theoretical studies. The generic aspect of the realization process and the achieved performances show that these components are good candidates to replace conventional multi-layer filters. Moreover, their fabrication processes compatibility with those from microelectronics opens the way to further integration of these filters on chips with other advanced functions, leading to new complex optical devices
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Khaywah, Mohammad Yehia. "New ultrasensitive bimetallic substrates for surface enhanced Raman scattering." Thesis, Troyes, 2014. http://www.theses.fr/2014TROY0041/document.
Full textAbstract:
Afin de développer des capteurs ultrasensibles des substrats fiables pour la diffusion Raman exaltée de surface (SERS) ont été fabriqués. Les deux meilleurs candidats de matériaux constituant les nanoparticules pour des substrats SERS sont l’argent et l’or. L’argent présente un meilleur facteur d’exaltation de l'intensité Raman et l’or est stable dans les milieux biologiques. C’est pourquoi la combinaison de ces deux métaux dans des nanostructures bimétalliques semble être une approche prometteuse qui combine les propriétés de surface de l’or et d’exaltation de l’argent. Le recuit thermique des couches métalliques minces est utilisé comme une technique simple et peu coûteuse. Cette dernière permet d’élaborer des substrats homogènes et reproductibles de nanoparticules bimétalliques or-argent ayant un facteur d’exaltation importante. Ces nanoparticules gardent leurs propriétés d’exaltation même après une année de fabrication. En jouant sur la composition de nanoparticules bimétalliques il est possible d’avoir une résonance de plasmons de surface localisés (LSPR) sur tout le spectre visible. Ces substrats sont caractérisés par une exaltation SERS supérieure lorsque la résonance plasmon est plus proche de la longueur d'onde d'excitation Raman. En outre, les nanoparticules bimétalliques de différentes tailles, compositions ont été réalisés par lithographie électronique. L’étude systématique de leurs propriétés plasmoniques et de leur exaltation SERS a révélé une conservation du lien entre résonance plasmon et signal SERS<br>Driven by the interest in finding ultrasensitive sensors devices, reliable surface enhanced Raman scattering (SERS) based substrates are fabricated. Silver and gold nanoparticles are two of the best candidates for SERS substrates where Ag nanoparticles exhibit large enhancing ability in Raman intensity while Au nanostructures are stable in biological systems. Hence, combining the two metals in bimetallic nanostructures appeared to be a promising approach in order to sum the merits of Au surface properties and Ag enhancing ability. Thermal annealing of thin metallic films is used as a simple and relatively inexpensive technique to elaborate homogenous and reproducible Ag/Au bimetallic nanoparticles SERS substrates with high enhancing ability. The fabricated nanoparticles proved their enhancing stability even after one year of fabrication. Manipulating the composition of Ag/Au bimetallic NPs resulted in tuning the Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) over the whole visible spectrum, where the substrates are characterized with higher SERS enhancement when they exhibit LSPR closer to the Raman excitation wavelength. Additionally, bimetallic nanoparticles patterns with different size, composition and lattice constants have been conducted by electron beam lithography. The systematic study of their interesting plasmonic and SERS enhancing properties revealed maintenance in the LSPR-SERS relation by changing the nanoparticle size
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Garidel, Sophie. "Fabrication de réseaux de Bragg particuliers par lithographie électronique : application à la réalisation de dispositifs photoniques et optoélectroniques sur matériaux de la filière InP." Lille 1, 2004. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2004/50376-2004-139.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail fait état de l'étude technologique et expérimentale de nouveaux dispositifs photoniques intégrant des réseaux de Bragg particuliers. Les réseaux de Bragg offrent une solution intéressante pour construire aussi bien des filtres optiques intégrés que des émetteurs compacts dans le cadre de l'émergence de nouvelles fonctions pour les communications optiques. L'étude de la théorie des réseaux de Bragg nous a permis de voir les limites des réseaux de Bragg dits classiques. Les réseaux de Bragg dits particuliers, comme les réseaux échantillonnés ou les réseaux verticaux semblent alors très interessants de part les possibilités de fonctions optiques qu'ils offrent. Ce sont donc ces deux types de réseaux que nous avons choisi d'étudier. Les processus de réalisation technologique des deux réseaux ont alors été développés. La lithographie par faisceau d'électrons nous permet la réalisation des différents motifs et à été optimisée dans ce but, ainsi que les étapes de gravure. La dernière partie du travail consiste en l'étude, la réalisation et la caractérisation de composants innovants, passifs et actifs, intégrant des réseaux particuliers. Ainsi, nous avons réalisé un filtre passif qui présente une apodisation de son spectre en transmission par l'utilisation d'un réseau surfacique échantillonné. Les résultats de caractérisation montrent la validité du concept. Dans le cadre du projet européen IST-MONOPLA, un laser multisections, comportant une portion de réseau a été réalisé. Les caractérisations mettent en avant le bon fonctionnement du réseau.
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Robillard, Jean-François. "Étude par acoustique picoseconde des vibrations individuelles et collectives de nanostructures organisées." Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10065/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à l'étude des modes acoustiques de nanostructures en réseaux. Les fréquences de vibration de nanostructures se situent dans la gamme hypersonore (1 GHz-1 THz). Leur organisation en réseau de pas sub-micronique implique l'existence de modes acoustiques collectifs dans cette même gamme de fréquences. L'objet de ce travail est la mise en évidence de ces modes. Nous avons utilisé la lithographie électronique pour réaliser des réseaux à deux dimensions de nano-cubes métalliques. Leurs vibrations ont été résolue en temps par acoustique picoseconde. Cette technique de pompe-sonde optique permet d'exciter et de détecter des ondes acoustiques de fréquences hypersonores. Deux catégories de modes acoustiques ont été mises en évidence. Les modes individuels de vibration des cubes et les modes collectifs d l'ensemble. Les modes collectifs sont étudiés dans des séries de réseaux de différents pas. Leur propagation a lieu dans le plan des réseaux suivant un ensemble discret de vecteurs d'ondes. Un modèle analytique permet de reproduire leur fréquence en fonction des paramètres géométriques et élastiques du système. Enfin la détection de ces modes relève d'un mécanisme inédit, probablement lié à l'excitation de plasmons de surface dans l'échantillon<br>This thesis is devoted to the study of the acoustic modes of nanostructures ordered as lattices. The vibration's frequencies of nanostructures are in the hypersonic range (1 GHz-1 THz). Their lattice organization with sub-micronic repetition step leads to collective acoustic modes in the same frequency range. This works aims to demonstrate these modes. We used electronic lithography to fabricate two dimensionnal lattices of metallic nano-cubes. Their vibrations we time-resolved by picosecond ultrasonics. This optical pump-probe technique can excite and detect acoustic waves at hypersonic frequencies. Two kinds of acoustic modes were demonstrated. The proper modes of the cubes and the collective modes of the whole assembly. Collective modes are studied in lattices sets of various repetition step. They propagate in the lattices plane with a discrete set of wavevectors. An analytical model can explain their frequency as a function of the system's geometric and elastic parameters. Eventually the detection of these modes is due to a new mechanism, probably linked to the excitation of surface plasmons at the sample surface
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Mesquita, Vincent. "Nanolithographie catalytique par microscopie à force atomique : étude des paramètres physico-chimiques." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4344/document.
Full textAbstract:
Les procédés lithographiques sont de nos jours très utilisés au sein de l’industrie de la microélectronique pour réaliser des matériaux fonctionnels de taille nanométrique. L’obtention de composants de taille de plus en petite (<100 nm) nécessite la mise en œuvre de nouveaux procédés de fabrication. Les travaux de recherches réalisés dans cette thèse portent sur l’étude d’un nouveau concept de lithographie par microcopie à force atomique (AFM). L'objectif principal est d'utiliser la pointe d’un AFM comme outil pour promouvoir des réactions catalysées sur une zone bien définie d’une surface greffée. De cette manière, diverses molécules ont pu être greffées sélectivement et spatialement pour conduire à des objets finis en 3 dimensions. Afin de mieux comprendre le mécanisme réactionnel, différents paramètres physico-chimiques ont été étudiés dans la première partie : vitesse de balayage de la pointe, force appliquée, distance interligne lors de la gravure du motif, largeur de lignes limites, durée de vie de la pointe catalytique et influence de la flexibilité du catalyseur présent sur la pointe. La deuxième partie consiste à la réalisation de nanostructures avec des molécules aux propriétés physico-chimiques particulières (optique, électrique, catalytique) ainsi qu’à la construction de nanostructures tridimensionnelles. Quelques résultats marquants sont l’obtention d’une largeur de ligne limite de 25 nm, d’une surface de greffage minimum de 480 µm² et d’une structure de forme pyramidale composée de trois niveaux moléculaires distincts<br>Lithography processes are widely used in the microelectronics industry for the realization of functional materials of nanometric size. To obtain components increasingly small (<100 nm) the development of new manufacturing processes is requires. The research presented in this thesis concerns the study of a new concept of lithography by Atomic Force Microscopy (AFM). The main objective is to use the tip of an AFM as a tool to promote catalysed reactions on a well defined zone of a grafted surface. In this way, diverse molecules could be grafted selectively and spatially to form three dimensioned objects. To better understand the reaction mechanism, different physico-chemical parameters were studied in the first part: the scanning speed of the tip, the strength applied, the interline spacing during the engraving pattern, the width lines limits, the life time of the catalytic tip and the influence of the catalyst flexibility coated to the tip. The second part consists in the realization of nanostructures with molecules that have particular physico-chemical properties (optical, electric, catalytic) and the construction of three-dimensional nanostructures. Some pertinent results are the achievement of line width of 25 nm, a minimum grafted surface of 480 µm² and the formation of a structure of pyramidal shape constituted of three different molecular levels
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Meng, Nan. "Fabrication et caractérisation de transistors à base de Graphène Nano Ruban en vue d’application haute fréquence." Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10002/document.
Full textAbstract:
En 2004, un nouveau matériau, le graphène, a été isolé pour la première fois sur un substrat de SiO2, en utilisant une technique d’exfoliation mécanique par K.S. Novoselov et A.K. Geim – Prix Nobels de Physique 2010. Ce matériau, qui présente des propriétés électriques et mécaniques extraordinaires, a suscité d’importants travaux de recherche. Dès lors, différentes méthodes de synthèse du graphène sur des substrats de plus en plus grands sont développées. C’est dans ce cadre que j’ai commencé mes travaux de recherche en 2007, avec pour objectif de démontrer les potentialités des transistors à base de graphène, pour des applications hyperfréquences. Notre choix s’est orienté sur la synthèse du graphene par graphitisation du SiC. Ces travaux se sont déroulés en étroite collaboration avec le groupe EPIPHY en charge de la synthèse du matériau, dans le cadre du projet ANR XP-Graphene labellisé en 2007, avec le soutien de ST-Microeletronics. Après avoir mis en évidence les propriétés du matériau ayant un impact sur les caractéristiques des transistors à effet de champ sur ce matériau, j’ai développé au cours de ma thèse des procédés technologiques permettant de fabriquer des transistors sur ce type de matériau, ainsi qu’une procédure de caractérisation des différentes étapes technologiques. A titre d’exemple, un travail important a été mené sur les aspects de la nanolithographie, de manière à réaliser de manière courante des réseaux de nano rubans de largeur 20 nm, de longueur 1 µm, et espacés de 40 nm. A l’issue de ma thèse, j’ai réussi à fabriquer et à caractériser des transistors présentant des performances hyperfréfrences globales au meilleur niveau international<br>In 2004, a new material, graphene, was isolated for the first time on a SiO2 substrate, using a technique of mechanical exfoliation by KS Novoselov and AK Geim - Nobel Prize in Physics, 2010. This material, which has extraordinary mechanical and electrical properties, has attracted significant research works. Therefore, different methods of synthesis of graphene on grand surface are developed. It is in this context that I began my research in 2007 with the aim of demonstrating the potential of graphene-based transistors for microwave applications. Our choice was oriented toward to the synthesis of graphene by graphitization of SiC. These studies were conducted in close collaboration with the group EPIPHY, as the part of the ANR project Graphene XP-certified in 2007, with support from ST-Microeletronics. Having identified the material properties that affect the characteristics of field effect transistors on this material, I have developed during my thesis technological process for making transistors on such material, as well as a procedure for characterizing the different technological steps. For example, important work has been conducted on aspects of nanolithography, to achieve networks of nano ribbons of 20 nm width, length 1 m, and spaced 40 nm. The transistors fabricated and characterized during my thesis work having performances at the highest international level
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Gâté, Valentin. "Ecriture de motifs périodiques submicrométriques sur films TiO2 sol-gel par lithographie interférométrique dynamique sur de grandes surfaces." Phd thesis, Université Jean Monnet - Saint-Etienne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01073314.
Full textAbstract:
Cette thèse présente l'écriture de motifs périodiques 1D ou 2D, sur des films sol-gel réalisés par lithographie interférométrique dynamique. Elle a pour objectif la fabrication d'éléments optiques diffractifs dont les propriétés sont utilisées dans le traitement de la lumière visible et du proche infrarouge. Les outils technologiques compatibles nécessaires à l'obtention de ces éléments optiques ont été développés durant la thèse en combinant des matériaux fonctionnels, comme le TiO2, apportés par la voie sol-gel à une technique de lithographie permettant une microstructuration directe sur de grande surface. Ces deux technologies ont été transférées du laboratoire à un équipement semi-industriel avec succès. Cette étude a été guidée par une application des réseaux de diffraction aux modules solaires photovoltaïques. Un démonstrateur de module à déflecteurs diffractant, permettant d'augmenter le rendement global du module, a été produit et testé durant la thèse : les résultats ont été comparés aux simulations effectuées en amont
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Soubiron, Thibaut. "Jonctions nanométriques à base d'électrodes ou de nanofils en siliciure de titane." Lille 1, 2006. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2006/50376-2006-Soubiron.pdf.
Full textAbstract:
Les techniques de mesure du transport dans des nano-objets telles que la jonction brisée, le nanopore ou les électrodes planaires séparées par quelques nanomètres souffrent toutes de la même restriction : l'impossibilité d'observer les nano-objets au sein même du dispositif de mesure et par conséquent, l'incapacité d'interpréter précisément les phénomènes de conduction dans ces jonctions nanométriques. Aussi, nous avons envisagé de réaliser un dispositif permettant d'observer des nano-objets connectés à deux électrodes conductrices. L'idée proposée est d'utiliser la microscopie à effet tunnel sous ultravide pour observer des nano-objets déposés entre deux électrodes planaires sur une surface semi-conductrice plane. La réalisation des électrodes est menée selon deux approches. La première méthode consiste à réaliser par lithographie électronique des électrodes planaires en siliciure de titane séparées par un nanogap possédant une grande stabilité thermique compatibles avec la préparation de la surface Si(111)- 7x7 en ultravide. La deuxième méthode consiste en la réalisation de nanofils (NWs) de plus de 1µm de long à partir du dépôt d'une faible quantité de titane sur une surface de Si(111) reconstruite 7x7, puis en l'étude des mécanismes de transport entre ces NWs et le substrat afin de déterminer si ces NWs peuvent jouer le rôle de nanoélectrodes
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Fabre, Nathalie. "Matériaux main gauche et cristaux photoniques pour l'optique : approche diélectrique." Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10118/document.
Full textAbstract:
Dans ce travail, une approche diélectrique de la réfraction négative dans les cristaux photoniques et métarnatériaux est étudiée pour une application à la focalisation de la lumière par une lentille plane aux longueurs d'ondes optiques. Ces travaux englobent les phases de conception et de fabrication, ainsi que la caractérisation en champ proche optique de différents prototypes. Dans ce cadre, il a été mis en évidence expérimentalement une focalisation sous-longueur d'onde par une lentille plate d'indice de réfraction égale à -1 à base de cristaux photoniques à la longueur d'onde de 1.5 µm. D'abord, les concepts relatifs à l'obtention d'un indice de réfraction négatif dans les matériaux artificiels périodiques sont rappelés, et ce tout particulièrement dans les cristaux photoniques bidimensionnels. C'est par l'ingénierie de structure de bandes que les conditions nécessaires à l'obtention d'un indice de réfraction négatif sont précisées. Nous mettons en place une méthode d'optimisation de la transmission et de l'indice d'un cristal de dimension finie reposant sur l'ingénierie de modes résonnants de type Fabry-Pérot de la cavité pour des incidences variées. Ensuite, le dispositif de lentille plate à base de cristaux photoniques ainsi optimisé, est fabriqué en ayant recours aux techniques de nano-lithographie électronique avec l'utilisation d'une résine négative oxydable - HSQ - et de gravure profonde assistée par ICP. Enfin, les résultats expérimentaux sont comparés. Ils corroborent les simulations tridimensionnelles FDTD effectuées en parallèle. En guise de perspective, une ouverture sur l'application de la réfraction négative à la furtivité et l'invisibilité est proposée<br>Ln this thesis, we report on the dielectric approach to achieve negative refraction in photonic crystals and metamaterials in order to provide the focusing effect of a point source through a flat lens at optical wavelengths. A comprehensive investigation is done numerically and experimentally by using a photonic crystal flat lens prototype properly designed to perform scanning near field optical microscopy. ln the first part, we recall the concepts related to negative refraction and superlensing criteria. ln photonic crystals, negative refraction can occur by using Bloch waves dispersion. However, the feasibility of such a so-called superlens, wich requires at the sarne time an optical index of n=-1 and a perfect impedance matching remains a challenging task. So, we adress this issue by optimizing the electromagnetic transmission and the refraction index of a finite sized slab of photonic crystals. The advantage of our method lies in the existence of Fabry-Pérot effect resulting of interferences between the front and the rear interface of the slab. We then fabricated the flat lens by using the nanoelectronics techniques on III-V semiconductors .The photonic crystals lattice is defined by e-beam lithography on a negative resist (HSQ HydrogenSilsesQuioxane) and then etched within the semiconductor slab by using Inductively Coupled Plasma (lCP) etching technique. Strong anisotropy with aspect ratios higher than 10:1 can be routinely obtained. At least, from the comparison between 3D-FDTD simulations and experiments, we quantify the resolution of the lens and discuss the ability of the reported lens to overcome the classical limitation in terms of subwavelength resolution
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Desplats, Olivier. "Préparation de surfaces structurées et reprise d'épitaxie par jets moléculaires : réalisation de micro et nano structures sur GaAs." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/299/.
Full textAbstract:
La structuration de surface et la reprise d'épitaxie sont des technologies clé pour le développement des (nano)dispositifs optoélectroniques avancés. Nos travaux de thèse ont visé la préparation de surfaces GaAs micro et nanostructurées pour l'épitaxie et l'étude de la croissance dirigée de boîtes quantiques InAs sur ces surfaces. La lithographie électronique a été retenue pour structurer la résine en surface et une attaque chimique pour le transfert du motif dans le semiconducteur. La décontamination de la surface par plasma micro-onde O2 : SF6 a été démontrée. Sa rugosité a été supprimée par désoxydation in-situ à basse température avec un plasma d'hydrogène. L'influence de l'orientation et de l'échelle des motifs sur l'épitaxie de GaAs a été précisée. Des boîtes quantiques d'InAs ont été réalisées sur ces surfaces recouvertes d'un puits de GaInAs et leur organisation obtenue. Cette méthode de préparation convient aussi pour l'épitaxie sélective de GaAs sur des surfaces structurées par des motifs de Si3N4<br>Surface patterning and epitaxial regrowth are key technologies for novel optoelectronic (nano) devices. The aim of this thesis has been to develop a preparation of GaAs micro- and nanopatterned surfaces suited for regrowth and to study the organization of InAs quantum dots on these surfaces. The patterns have been achieved by electronic lithography in a cap resist and transferred into GaAs by chemical etching. Surface decontamination by a O2: SF6 micro-wave plasma has been demonstrated. Roughening upon in situ deoxidization has been prevented thanks to a low temperature H plasma treatment. Molecular beam epitaxy on these patterned surfaces has been studied. InAs quantum dots have been grown and lateral ordering has been attained. This preparation method has been shown to be efficient for GaAs selective regrowth on Si3N4/GaAs patterned surfaces
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Roblin, Matthieu. "Modélisation numérique et imagerie optique en champ proche par rétro-injection laser de guides d'onde plasmoniques." Phd thesis, Université de Caen, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00937778.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à l'étude théorique et expérimentale de guides d'onde plasmoniques fonctionnant à la longueur d'onde de 1,55µm. Ces guides d'onde plasmoniques sont envisagés comme interconnexions optiques avec un confinement latéral sub-longueur d'onde. Différents codes de simulations ont été développés à la fois comme outils de prédiction pour la conception des composants mais également pour comparer systématiquement les résultats du calcul avec les mesures expérimentales. Un premier modèle 2D basé sur une approche multicouche a été utilisé pour identifier les modes plasmoniques sur des structures planaires. Un solveur de mode a ensuite permis de déterminer les modes propres dans des guides d'onde plasmoniques de formes diverses. Finalement, ces deux codes ont été utilisés pour implémenter une source optique dans un code FDTD (Finite-Difference Time-Domain) utilisé pour simuler numériquement, par éléments finis, des structures plasmoniques en 2D ou 3D. Deux catégories de guides d'onde plasmoniques ont été fabriquées par lithographie par faisceaux d'électrons. Un montage de microscopie en champ proche SNOM fonctionnant par rétro-injection laser a été utilisé pour caractériser expérimentalement les propriétés optiques de ces structures. La première catégorie est constituée de bandes métalliques en or caractérisées par une longueur de propagation élevée mais un confinement latéral limité. La seconde catégorie est constituée par des rubans en polymère déposés sur une couche d'or. Ces guides, dits DLSPP, présentent un confinement optique sub-longueur d'onde qui permet de combler l'écart d'échelle entre des composants optiques et des circuits intégrés électroniques.
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Dubourg-Paillous, Michèle. "Caractérisation par microscopie électronique et techniques associées de verres de chalcogénures GeSey obtenus par dépôt en phase vapeur assisté plasma (PECVD)." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30193.
Full textAbstract:
Les verres de chalcogenures gese#3 et gese#5#,#5 deposes par pecvd ont ete etudies par microscopie electronique, avant et apres attaque chimique, et presentent des heterogeneites nodulaires. Le traitement thermique de ces verres amorphes provoque la formation a haute temperature de cristaux de gese#2 et de se. L'irradiation electronique et le vieillissement a l'abri ou non de la lumiere amene la formation de dendrites de se. La gravure aux electrons d'un film mince de gese#3 sensibilise avec une solution de kag(co)#2 donne des motifs bien meilleurs que ceux de gese#5#,#5 sensibilise avec agno#3 et irradie aux uv