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Bence, Stephen John. "Stellar jets and molecular outflows". Thesis, University of Cambridge, 1997. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.627089.
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Guzmán, Fernández Andrés Ernesto. "Ionized Jets and Molecular Outflows in High-Mass Young Stellar Objects". Tesis, Universidad de Chile, 2012. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/102759.
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Uno de los problemas claves en el estudio de la formación de estrellas es determinar si acaso el paradigma de formación de estrellas de baja masa, específicamente, contracción gravitacional y la posterior presencia de un disco de acreción y chorros altamente colimados, se extiende a las estrellas de alta masa. En esta tesis se lleva a cabo una búsqueda sistemática de chorros ionizados hacia objetos estelares jóvenes de alta masa. La presencia de estos chorros entrega evidencia que sostiene dos importantes nociones astrofísicas: que las estrellas de alta masa pasan por una fase de eyección chorros y acreción desde un disco, y que además estos chorros serían la fuente de energía de los flujos moleculares masivos. Para la búsqueda de chorros se utilizó interferometría en el radio continuo centimétrico. Como sub-producto de esta búsqueda, se presenta también una lista de objetos estelares jóvenes de alta masa candidatos a albergar un chorro ionizado. Para el estudio del gas molecular y los flujos bipolares se utilizan telescopios sub-milimétricos ubicados en el Norte Grande de Chile. Analizando la incidencia y las características de estos chorros y de los flujos moleculares asociados, se extraerán conclusiones respecto al proceso de formación de estrellas de alta masa, la pertinencia de los chorros en este proceso, y algunas características físicas de éstos.
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Davis, Christopher John. "The molecular structure of Herbig-Haro objects, outflows and jets from young stellar objects". Thesis, University of Edinburgh, 1992. http://hdl.handle.net/1842/27879.
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The observations discussed in this thesis are of regions of star-formation where outflow is believed to be occurring. Specifically, radio, millimeter/sub-millimeter and infrared observations are made to illustrate the molecular structure of outflows and related phenomena. CO J = 2-1 observations of the molecular outflow from the infrared reflection nebulae GGD27 IRS complement earlier CO J&61 1-0 observations and further allow us to revise previous estimates of the outflow mass and energetics. The mass derived here is comparable to mass estimates for other outflows from similarly luminous sources, though it is a factor of ~10 less than that derived from the earlier CO 1-0 observations. This difference is due to the choice of excitation temperature used in deriving the outflow mass; here combining CO 2-1 observations with the 1-0 studies allows us to calculate T_ex more precisely. I also show that the conical outflow overlaps the plain of the sky, and find that the observed molecular flow is not powerful enough to excite the associated HH nebulae HH80/81. Studies of the molecular environment around the HH objects HH1 and 2, and towards the optical jet/HH bow-shock system HH34 reveal the presence of dense, quiescent molecular material associated with all three HH objects. The presence of such stationary, molecular clumps, particularly evident in HH2 and HH34, does not support current popular HH models. Observations of these regions in a number of molecular species also show how contrasting and sometimes misleading observations in different molecular gas tracers can be: In HH2 peaks seen in NH_3 (,1) do not coincide with the well resolved clump observed in HCO^+ J = 3-2, whilst the C^18O J = 2-1 emission shows no clear peak at all. These contrasting morphologies are thought to be due to the differing excitation requirements of the observed lines. However, in HH34 chemical abundance variations are also significant: Towards the exciting source of the optical stellar jet and HH bow-shock, the NH_3 is underabundant. Indeed, in many other outflow sources, a similar NH_3 depletion is observed towards the central source. Instead, the NH_3 delineates a toroidal structure that encircles the central gas-density peak and the outflow source.
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Navea, Juan G. Manzanares Carlos E. "Studies on the application of laser photoionization in supersonic-jets for the generation of intense ionic clusters". Waco, Tex. : Baylor University, 2006. http://hdl.handle.net/2104/4878.
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Beuran, Florin. "Croissance de films de cuprates supraconducteurs par épitaxie par jets moléculaires". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2005. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00644501.
Pełny tekst źródłaStreszczenie:
Ce travail concerne l'épitaxie par jets moléculaires de films de BiSrCaCuO. On y présente un dispositif de pilotage de la croissance grâce à la diffraction d'électrons rapides RHEED, comprenant également des logiciels d'analyse permettant de corréler l'évolution du diagramme RHEED, avec les propriétés physiques (composition, structure et morphologie, transport ...). Cette analyse, appliquée au cas de films appauvris en Bi, permet de les décrire comme une nanostructure d'intercroissance, en partie ordonnée suivant un modèle " mur de briques " où deux types de nanophases alternent en quinconce : Bi-2212 et Bi-2PRQ d'épaisseur double. Selon la composition moyenne des films, trois familles de nanophases 2PRQ sont identifiées, qui correspondent à des modèles structuraux spécifiques : stoechiométriques Bi-2267, riches en Sr Bi-2446, riches en Cu Bi-2429 comportant des plans Cu2O3 de type échelles. Les conditions physiques pour la synthèse de chaque famille nanostructurée sont décrites.
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Yung, Hong-kiu Bosco, i 容康喬. "VLBA observations and kinematic modelling of the high velocity molecular jets from the water fountain IRAS 18286-0959". Thesis, The University of Hong Kong (Pokfulam, Hong Kong), 2011. http://hub.hku.hk/bib/B45847848.
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Le, Thuy Thanh Giang. "Croissance de nanofils III-V par épitaxie par jets moléculaires". Phd thesis, Université de Grenoble, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01067836.
Pełny tekst źródłaStreszczenie:
Ce travail a pour objectif la fabrication, en épitaxie par jets moléculaires, de nanofils coeurcoquilleà base de GaAs et AlGaAs déposés sur des substrats Si(111), en vue de réaliser desréseaux de fils pour de nouvelles cellules solaires, et pour des fils photoniques permettant uneapproche bottom-up d'émetteurs de photons uniques.La première partie de ce travail est une étude systématique des paramètres clés qui contrôlent lacroissance uni-dimensionnelle de fils GaAs élaborés par un mécanisme vapeur-liquide-solideauto-catalysé, à savoir le rapport des flux As/Ga, la température du substrat, et la vitesse decroissance.La seconde partie se concentre sur la croissance et la caractérisation de fils GaAs recouvertsd'une coquille d'alliages AlGaAs (35% Al) afin de s'affranchir des recombinaisons de surface.Ces coquillesde AlGaAs sont fabriquées en conditions riche-As (rapport As/Ga > 10) afin deconsommer les gouttes de catalyseur gallium et de promouvoir une croissance radiale (le taux decroissance maximal axial/radial est égal à 6). Diverses caractérisations optiques sont réalisées àbasse température sur ces ensembles de fils : cathodoluminescence, photoluminescence etspectroscopie résolue en temps. L'intensité de luminescence et la durée de vie des porteursaugmentent fortement avec la présence de la coquille : une épaisseur de 7 nm de cette dernièreest suffisante pour optimiser la passivation des nanofils et supprimer les recombinaisons liéesaux états de surface. Une fine couche extérieure de GaAs est nécessaire pour éviter touteoxydation de la coquille d'alliage AlGaAs.De plus, grâce à des mesures de CL résolues spatialement, les longueurs de diffusion desexcitons dans ces fils ont été obtenues, allant de 0.7 μm à 1.5 μm pour des épaisseurs decoquilles comprises entre 20 et 50 nm. Des valeurs plus petites sont mesurées pour des coquillesplus épaisses, ce qui tend à montrer l'introduction de défauts dans l'alliage qui pourraientlimiter la qualité de l'interface. Le décalage en énergie de l'émission fournit des informationssur la génération de contraintes dans ces fils coeur-coquille et sur le champ piézo-électrique quien découle.
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Fontaine, Christophe. "Hétéroépitaxie par jets moléculaires de semiconducteurs II-VI". Grenoble 1, 1986. http://www.theses.fr/1986GRE10062.
Pełny tekst źródłaStreszczenie:
Etude de l'heteroepitaxie de cdte, cd::(1-x)zn::(x)te et cd::(x)hg::(1-x)te sur cdznte, insb et gaas (001) et (111) et des differents parametres qui gouvernent la qualite cristalline. Il s'avere que la croissance (001) est meilleure que la croissance (111). L'interet d'une interface graduelle est demontre a fort desaccord de maille. A faible desaccord de mailles les contraintes dans les couches epitaxiques ont ete mesurees. Dans ces conditions experimentales, la relaxatioon des couches est gouvernee par un mecanisme de generation de dislocations et non par l'activation thermique des dislocations presentes. Les modeles existants ne permettent pas de decrire la relaxation dans les couches cdte. Presentation d'un modele qui rend compte des observations
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Fontaine, Chantal. "Heteroepitaxie par jets moeculaires : systeme (ca,sr)f::(2) - gaas". Toulouse 3, 1987. http://www.theses.fr/1987TOU30135.
Pełny tekst źródłaStreszczenie:
Dans la premiere partie du memoire sont etudies les mecanismes de formation de defauts pendant la croissance cristalline, les contraintes s'exercant sur les couches heteroepitaxiales, la possibilite de relaxation de ces contraintes par creation de defauts ainsi que les solutions pratiques envisagees pour eliminer ces defauts. Dans la seconde partie sont presentes et analyses les resultats experimentaux obtenus sur les structures (ca,sr)f::(2)/gaas et gaas/(ca,sr)f::(2) realisees par epitaxie par jets moleculaires. Sont consideres les proprietes des interfaces, les relations d'epitaxie, les mecanismes de croissance et les contraintes. Finalement, sont discutees les applications potentielles de ce type de structures et leur compatibilite avec les proprietes optiques et electriques des deux materiaux elabores
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Drabek-Maunder, Emily Rae. "A submillimetre study of nearby star formation using molecular line data". Thesis, University of Exeter, 2013. http://hdl.handle.net/10871/14587.
Pełny tekst źródłaStreszczenie:
This thesis primarily uses submillimetre molecular line data from HARP, a heterodyne array on the James Clerk Maxwell Telescope (JCMT), to further investigate star formation in the Ophiuchus L1688 cloud. HARP was used to observe CO J = 3-2 isotopologues: 12CO, 13CO and C18O; and the dense gas tracer HCO+ J = 4-3. A method for calculating molecular line contamination in the SCUBA-2 450 and 850 μm dust continuum data was developed, which can be used to convert 12CO J =6-5and J =3-2 maps of integrated intensity (K km s−1) to molecular line flux (mJy beam−1) contaminating the continuum emission. Using HARP maps of 12CO J = 3-2, I quantified the amount of molecular line contamination found in the SCUBA-2 850 μm maps of three different regions, including NGC 1333 of Perseus and NGC 2071 and NGC 2024 of Orion B. Regions with ‘significant’ (i.e. > 20%) molecular line contamination correspond to molecular outflows. This method is now being used to remove molecular line contamination from regions with both SCUBA-2 dust continuum and HARP 12CO map coverage in the Gould Belt Legacy Survey (GBS). The Ophiuchus L1688 cloud was observed in all three CO J = 3-2 isotopologues. I carried out a molecular outflow analysis in the region on a list of 30 sources from the Spitzer ‘c2d’ survey [Evans et al., 2009]. Out of the 30 sources, 8 had confirmed bipolar outflows, 20 sources had ‘confused’ outflow detections and 2 sources did not have outflow detections. The Ophiuchus cloud was found to be gravitationally bound with the turbulent kinetic energy a factor of 7 lower than the gravitational binding energy. The high-velocity outflowing gas was found to be only 21% of the turbulence in the cloud, suggesting outflows are significant but not the dominant source of turbulence in the region. Other factors were found to influence the global high-velocity outflowing gas in addition to molecular outflows, including hot dust from nearby B-type stars, outflow remnants from less embedded sources and stellar winds from the Upper Scorpius OB association. To trace high density gas in the Ophiuchus L1688 cloud, HCO+ J = 4-3 was observed to further investigate the relationship between high column density and high density in the molecular cloud. Non-LTE codes RADEX and TORUS were used to develop density models corresponding to the HCO+ emission. The models involved both constant density and peaked density profiles. RADEX [van der Tak et al., 2007] models used a constant density model along the line-of-sight and indicated the HCO+ traced densities that were predominantly subthermally excited with den- sities ranging from 10^3–10^5 cm^−3. Line-of-sight estimates ranged from several parsecs to 90 pc, which was unrealistic for the Ophiuchus cloud. This lead to the implementation of peaked density profiles using the TORUS non-LTE radiative transfer code. Initial models used a ‘triangle’ density profile and a more complicated log-normal density probability density function (PDF) profile was subsequently implemented. Peaked density models were relatively successful at fitting the HCO+ data. Triangle models had density fits ranging from 0.2–2.0×10^6 cm^−3 and 0.1–0.3×10^6 cm^−3 for the 0.2 and 0.3 pc cloud length models re- spectively. Log-normal density models with constant-σ had peak density ranges from 0.2–1.0 ×10^5 cm^−3 and 0.6–2.0×10^5 cm^−3 for 0.2 and 0.3 pc models respectively. Similarly, log-normal models with varying-σ had lower and upper density limits corresponding to the range of FWHM velocities. Densities (lower and upper limits) ranged from 0.1–1.0 ×10^6 and 0.5–3.0 ×10^5 cm^-3 for the 0.2 and 0.3 pc models respectively. The result of the HCO+ density modelling indicated the distributions of starless, prestellar and protostellar cores do not have a preference for higher densities with respect to the rest of the cloud. This is contrary to past research suggesting the probability of finding a submillimetre core steeply rises as a function of column density (i.e. density; Belloche et al. 2011; Hatchell et al. 2005). Since the majority of sources are less embedded (i.e Class II/III), it is possible the evolutionary state of Ophiuchus is the main reason the small sample of Class 0/I protostars do not appear to have a preference for higher densities in the cloud.
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Delorme, Olivier. "Etude de l’incorporation de Bismuth lors de l’épitaxie par jets moléculaires de matériaux antimoniures". Thesis, Montpellier, 2019. http://www.theses.fr/2019MONTS024/document.
Pełny tekst źródłaStreszczenie:
Le Bismuth, un élément V, a longtemps été négligé dans la famille des semi-conducteurs III V. Toutefois, les matériaux bismures connaissent un intérêt croissant depuis le début des années 2000, principalement en raison de l’exceptionnelle réduction de l’énergie de bande interdite couplée à la forte augmentation de l’énergie entre la bande de valence et la bande de spin-orbite introduites par l’atome de Bismuth. Parmi les alliages III-V-Bi, le GaSbBi est particulièrement intéressant pour l’émission dans la gamme de longueurs d’onde entre 2 et 5 µm. Jusqu’à présent, ce matériau n’a été que très peu étudié, principalement à cause des difficultés d’incorporation du Bismuth. En effet, l’incorporation du Bismuth dans les matériaux III-V nécessite des conditions de croissance très spécifiques et inhabituelles. Dans ce contexte, l’objectif premier de cette thèse est d’étudier l’épitaxie par jet moléculaire et les propriétés du GaSbBi.Ainsi, l’influence des différents paramètres de croissance sur l’incorporation du Bismuth a été étudiée minutieusement. Ces expériences ont permis la réalisation de couches de GaSbBi à forte teneur en Bismuth démontrant une excellente qualité cristalline. La plus importante concentration de Bismuth atteinte est de 14%, ce qui constitue encore aujourd’hui le record mondial dans GaSb. Par ailleurs, une réduction de l’énergie de bande interdite de 28 meV/%Bismuth a été observée. Des puits quantiques GaSbBi/GaSb, émettant jusqu’à 3.5 µm à température ambiante ont ensuite été épitaxiés et caractérisés. Le premier laser à base de GaSbBi a également été réalisé. Ce composant fonctionne en continu à 80 K et une émission laser pulsée a été observée proche de 2.7 µm à température ambiante. Enfin, un autre alliage bismure méconnu, le GaInSbBi, a été épitaxié. L’influence de l’Indium sur l’incorporation du Bismuth et les propriétés de puits quantiques GaInSbBi/GaSb ont été étudiéesBismuth, a group-V element, has long been neglected in the III-V semiconductor family. However, dilute bismides started to attract great attention since the early 2000s, due to the giant bandgap reduction and the strong increase of the spin-orbit splitting energy introduced by the incorporation of Bismuth. Among the III-V-Bi alloys, GaSbBi is particularly interesting but has only been sporadically studied, mainly due to the very challenging incorporation of Bismuth. Bismuth requires indeed very unusual growth conditions to be incorporated into III-V materials. The main objective of this thesis was to investigate the molecular beam epitaxy and the properties of GaSbBi alloys and heterostructures.A careful study of the influence of the different growth parameters on the Bismuth incorporation was first carried out. These investigations lead to the fabrication of high quality GaSbBi layers and to the incorporation of 14% Bismuth, the highest content reached in GaSb so far. A bandgap reduction of 28 meV/%Bismuth was observed. GaSbBi/GaSb multi quantum-wells structures with various thicknesses and compositions were then fabricated and exhibited photoluminescence emission up to 3.5 µm at room-temperature. The first GaSbBi-based laser diode was also fabricated, demonstrating continuous wave operation at 80 K and a room-temperature emission close to 2.7 µm under pulsed excitation. Finally, the growth of another dilute bismide alloy, GaInSbBi, was investigated. The influence of the Indium atoms on the incorporation of Bismuth was particularly studied together with the properties of GaInSbBi/GaSb multi quantum-wells structures
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Bassani, Franck. "Dopage indium d'hétérostructures CdTe/CdZnTe en épitaxie par jets moléculaires". Grenoble 1, 1993. http://www.theses.fr/1993GRE10043.
Pełny tekst źródłaStreszczenie:
Ce travail concerne le dopage indium des couches minces de cdte et des heterostructures cdte/cdznte elaborees par la technique d'epitaxie par jets moleculaires selon les orientations (001), (111) et (211). Nous avons mis en evidence l'importance des conditions stchiometriques de surface durant la croissance: un flux excedentaire de cd controle ainsi qu'une temperature d'elaboration basse (220c) sont necessaires. Pour une gamme de concentration d'indium comprise entre 10#1#6 et 10#1#8 cm##3, l'analyse des proprietes electrique et optique des couches minces de cdte(001) uniformement dopees montre une activite electrique proche de l'unite et l'absence de centres profonds. Le dopage planaire des heterostructures cdte/cdznte a ete realise avec succes: l'optimisation des conditions de spectrometrie de masse des ions secondaires permet de deduire que le dopant in est tres bien localise spatialement (<15 a); une etude spectroscopique de la variation de l'energie de localisation de l'exciton sur le donneur en fonction du confinement quantique a ete entreprise. Nous presentons egalement les resultats de dopage selon les orientations (111) et (211). L'utilisation de substrats (111) legerement desorientes et orientes (211) permet de s'affranchir des macles. En particulier, l'orientation (211) permet d'elaborer des couches d'excellente qualite cristalline dont les proprietes electriques et optiques sont voisines de celles des couches de cdte(001). Nous avons mis en evidence l'ecrantage du champ piezoelectrique pour une heterostructure cdte/cdznte(211) a dopage module
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Louahadj, Lamis. "Développement de l'épitaxie par jets moléculaires pour la croissance d'oxydes fonctionnels sur semiconducteurs". Thesis, Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2014. http://www.theses.fr/2014ECDL0038/document.
Pełny tekst źródłaStreszczenie:
Le développement de l’industrie microélectronique a été jusqu’à récemment essentiellement basé sur une augmentation régulière des performances des composants liée à une réduction toujours plus poussée de leurs dimensions dans la continuité de la loi de Moore. Cette évolution se heurte cependant aux limitations intrinsèques des propriétés physiques du couple silicium-silice sur lesquelles elle repose. La diversification des matériaux intégrés sur Si devient ainsi un enjeu majeur du développement de cette industrie. Dans ce contexte, les oxydes dits fonctionnels forment une famille de matériaux particulièrement intéressante : leurs propriétés physiques (ferroélectricité, ferromagnétisme, diélectricité, piézoélectricité, effet Pockels fort) ainsi que la possibilité de les combiner sous forme d’hétérostructures par épitaxie ouvrent la voie à la fabrication de composants innovants et ultraperformants pour des applications dans les domaines de la micro et de l’optoélectronique, de la spintronique, des micro-ondes et des MEMS. Ces oxydes, et plus spécifiquement ceux appartenant à la famille des pérovskites, sont classiquement épitaxiés par ablation laser (PLD), pulvérisation cathodique ou dépôt de vapeur chimique (CVD) sur des substrats de SrTiO3 (STO). Cependant, ces substrats sont inadaptés aux applications industrielles du fait de leur taille limitée au cm2 et de leur qualité structurale médiocre. Par ailleurs, définir une stratégie pour intégrer ces matériaux sur Si est indispensable pour le développement d’une filière susceptible d’avoir des débouchés applicatifs. Dans ce contexte, l’utilisation de l’épitaxie par jets moléculaires (l’EJM) pour la croissance de ces oxydes est particulièrement pertinente, puisque cette technique permet de fabriquer des couches minces monocristallines de STO sur Si et sur GaAs, ce qui ouvre la voie à l’intégration d’oxydes fonctionnels sur ces substrats via des templates de STO. Cependant, l’EJM est une technique peu mature pour la croissance des oxydes fonctionnels, et doit donc être développée pour cet objectif. C’est le but de ce travail de thèse, financé par un contrat CIFRE avec la société RIBER, équipementier pour l’épitaxie par jets moléculaires, et entrant dans le cadre d’un laboratoire commun entre RIBER et l’INL pour le développement de l’EJM d’oxydes fonctionnels. Nous présentons tout d’abord les développements techniques que nous avons menés autour d’un réacteur EJM « oxydes » prototype. Nous montrons notamment comment nous avons pu améliorer la fiabilité des sources d’oxygène, Sr, Ba et Ti nécessaires à l’épitaxie de matériaux clés que sont le STO et le BaTiO3 ferroélectrique. Nous montrons ensuite comment ces développements techniques nous ont permis de mieux comprendre et mieux maîtriser la croissance de templates de STO sur Si, et en particulier que la cristallisation du STO, initialement amorphe sur Si, est catalysée par un excès de Sr aux premiers stades de la croissance. Nous montrons comment il est possible de contrôler cet excès de Sr pour qu’il ne détériore pas la qualité des couches minces, et nous proposons d’une manière plus générale une étude de l’influence de la stoechiométrie de l’alliage sur ses propriétés structurales. Nous montrons également comment l’utilisation de notre source d’oxygène à plasma permet d’obtenir une oxydation satisfaisante des couches minces d’oxyde. Nous donnons enfin quelques exemples d’intégration sur Si d’oxydes fonctionnels (PZT piézoélectrique, BaTiO3 ferroélectrique) réalisés sur des templates de STO/Si. Nous avons enfin initié l’étude de la croissance par EJM de STO sur des substrats de GaAs et enfin, réaliser la première démonstration d’intégration de PZT ferroélectrique monocristallin sur GaAsThe development of microelectronics industry has been, until recently, essentially based on the regular improvement of device performances thanks to the downscaling strategy as a continuity of Moore’s law. This evolution is now confronted to the intrinsic physical properties limitations of the material used in the silicon industry (Si and SiO2). Integrating different materials on silicon thus becomes a major challenge of industry development. In this context, functional oxides form a very interesting family of materials: their physical properties (ferroelectricity, ferromagnetism, piezoelectricity, strong Pockels effect) and the possibility to combine them (heterostructures) by epitaxy opens a way for fabricating innovating and high-performance components for applications in micro and optoelectronic, spintronic, micro-waves and MEMs… These oxides and specifically those belonging to the perovskite family are classicaly grown by Laser Ablation (PLD), sputtering or by chemical vapour deposition (CVD) on STO substrates. These substrates are inappropriate for industry applications due to their limited size (1cm²) and their relatively bad structural quality. On the other hand, defining a strategy for integrating these materials on silicon is essential for future applications. In this context, using molecular beam epitaxy (MBE) for the growth of oxides is particularly relevant since this technique allows fabricating monocristalline thin films of STO on Silicon and on GaAs, which open the way of integrating other functional oxides on this substrates via templates of STO. However, MBE is not a mature technique for functional oxides growth. The purpose of this PhD work, financed by a CIFRE contract with the RIBER Company, equipment manifacturer for molecular beam epitaxy, is to develop the growth of functional oxides by MBE. It enters into the framework of a joint laboratory signed between RIBER and INL In this work, we first present technical development performed on a prototype MBE reactor dedicated to oxide growth. We show by then how these technical developments allow a better understanding and control of the growth of STO on Si templates, in particular the crystallisation of initially amorphous STO on Silicon, which is catalysed by an excess of Sr at the first stage of the growth. We demonstrate how it is possible to control this Sr excess so that it does not affect the film quality. We propose a study of the effect of STO cationic stoechiometry on the structural properties. We also show how the use of a conveniently designed oxygen plasma source allows for obtaining good oxidation of the oxide thin films. Finally, we detail a few examples of integration of functional oxides (piezoelectric PZT, ferroelectric BTO) on templates STO/Si. We have also studied the growth of STO on GaAs substrates by MBE and we demonstrate the first integration of monocristalline ferroelectric PZT on GaAs
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Astruc, Jean-Pierre. "Transfert d'électron entre atomes excités et molécules dans une expérience en jets croisés avec fluorescence résolue dans le temps". Paris 13, 1987. http://www.theses.fr/1987PA132020.
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Etude experimentale avec résolution temporelle à l'échelle de la nanoseconde des valeurs absolues des séctions efficaces pour les transferts partiels d'énergie électronique entre Na(4d) et He, Ar, N(2), O(2), N(2)o et SF(6). Développement quantitatif de deux modèles à intermediaire ionique : réseau de multicroisement et diffusion résonnants atome excité-molecule. Emploi de l'approximation d'impact avec correction d'effet de coeur pour la transfert de moment orbital na(4d -> 4f)
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Harmand, Jean-Christophe. "Possibilites offertes par l'epitaxie par jets moleculaires dans la croissance d'heterostructures gaas/gaalas pour transistors bipolaires". Paris 7, 1988. http://www.theses.fr/1988PA077072.
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Ce travail concerne la fabrication de couches de semiconducteurs iii-v et la realisation de structures pour transistors bipolaires a heterojonction. Ces structures font appel aux composes gaas, gaalas et gainas elabores par epitaxie par jets moleculaires. On etudie l'influence des conditions de croissance sur les caracteristiques des materiaux et notamment l'evolution des coefficients de collage des elements iii et la pression minimale d'arsenic necessaire a la croissance. On tente de modeliser les resultats experimentaux par une approche thermodynamique de l'epitaxie par jets moleculaires. On analyse les caracteristiques electriques des transistors en regime statique
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Navarete, Felipe Donizeti Teston. "Procura de Estrelas de Alta Massa em Formação". Universidade de São Paulo, 2013. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/14/14131/tde-10092014-144416/.
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O mecanismo de formação de estrelas de alta massa é um dos problemas fundamentais em Astrofísica e um dos menos compreendidos. Duas teorias predizem a formação destes objetos, que se formariam via i) colisão de estrelas de baixa massa, ou ii) acreção por disco circunstelar. Atualmente, ambas as teorias carecem de testes observacionais críticos. Não obstante, o número de estrelas de alta massa jovens já identificadas na Galáxia corresponde a uma fração muito menor do que o esperado pela função de massa inicial. Este trabalho apresenta um estudo observacional de candidatos a MYSOs, selecionados a partir do levantamento Red MSX Source. Observações de 376 objetos nos filtros estreitos do H2 em 2.12 mícrons e num contínuo adjacente foram realizadas para identificar jatos moleculares colimados e 296 delas são apresentadas nesse trabalho. As observações do hemisfério Norte foram realizadas com o telescópio CFHT (Havaí) enquanto os objetos do hemisfério Sul, foram observados com o telescópio SOAR (Chile). A análise dos mapas de emissão em H2 permitiu concluir que 150 dos 296 objetos (51%) estão associados a emissões extensas em H2, e 62 delas foram classificadas como emissões polares. A análise da razão de aspecto das estruturas identificadas mostra que as emissões associadas a fontes com maior luminosidade apresentam baixo grau de colimação, tal como sugere o cenário de geração dos jatos a partir de ventos emanados pela pressão de radiação do disco circunstelar. A baixa fração de emissões polares (apenas 21% da amostra) indica que o tempo de vida dessas estruturas devem ser curtos. As evidências observacionais encontradas nesse trabalho corroboram o cenário de acreção via disco circunstelar e invalidam o modelo formação via coalescência de estrelas de baixa massa, que requer ambientes relativamente densos e não é capaz de produzir jatos colimados.Very few massive stars in early formation stages were clearly identified in our Galaxy. The formation process of these objects is still unclear and two theories predict the formation of massive stars: i) by merging of low mass stars or ii) by an accretion disk. There are no critical observational evidences to choose between them. The lack of observational evidences combined with the small number of known massive stars in formation in our Galaxy does not allow us to choose between these scenarios. We present a near-infrared survey of MYSOs candidates selected from the Red MSX Source survey. Such catalog is based on an accurate revision of distances and luminosities, overcoming the limitations and failures in previous searches of this kind. 376 targets were observed through the H2 narrow-band filter at 2.12 microns and in the continuum to identify collimated molecular jets. 296 targets were successfully processed using the THELI pipeline and are presented. Observations in the Northern Hemisphere were carried at the CFHT telescope (Hawaii) while the Southern targets were observed with the Soar Telescope (Chile). The results show that 150 of the 296 sources display extended H2 emission and 62 of them are polar. The analysis of the aspect ratio of the structures indicates that emissions associated with higher luminosity sources have low degree of collimation. This is in agreement with the scenario of the radiation pressure-driven outflows from the circunstellar discs. The low fraction of sources associated with polar jets (21%) indicates a short timescale of such structures. The observational evidences found on this work support the accretion scenario and show that coalescence of low-mass stars (which may require relatively dense environments and is not expected to produce jet-like structures) is not likely to explain most of the studied MYSOs candidates.
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Arnoult, Alexandre. "Dopage par modulation d'hétérostructures de semiconducteurs II-VI semimagnétiques en épitaxie par jets moléculaires". Université Joseph Fourier (Grenoble), 1998. http://www.theses.fr/1998GRE10237.
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Une etude theorique preliminaire a cette these a prevu que lorsque l'on introduit un gaz de trous bidimensionnel (2d) dans un puits quantique de semiconducteur semimagnetique, l'interaction entre les spins localises et les porteurs de charges induit une transition de phase ferromagnetique. Nous avons mis au point l'elaboration d'un tel systeme a base de tellurures en epitaxie par jets moleculaires, ainsi que la caracterisation au niveau microscopique des interfaces, du dopage et du transfert de porteurs dans le puits quantique. Ceci nous a permis d'elaborer des echantillons ayant donne lieu a toute une serie d'etudes physiques. Le dopage par modulation d'heterostructures de semiconducteurs ii-vi a base de tellure en epitaxie par jets moleculaires n'avait ete realise jusqu'a notre etude que pour un dopage de type n, sur des structures comportant du cdmgte comme materiau barriere, avec peu de magnesium. Or cet alliage est la clef de la realisation d'un bon confinement quantique dans les tellurures, surtout pour le dopage de type p ou la concentration en mg doit etre augmentee. L'utilisation d'une source d'azote ecr, dopant de type p, et l'optimisation des parametres de la croissance ont permis l'obtention d'un gaz de trous 2d de bonne densite, comme le montrent la spectroscopie optique, l'effet hall et la capacite-tension. L'etude de structures interdiffusees par sims, diffraction de rayon x et spectroscopie optique, nous a de plus permis de mieux comprendre les mecanismes de degradation en cours de croissance de nos couches comportant du magnesium, et dopees a l'azote. Un modele base sur la diffusion de l'azote a ete propose. Il a ensuite ete possible de realiser des structures semimagnetiques dans lesquelles l'interaction entre un gaz de trous 2d et des spins localises de manganese a permis la mise en evidence de la transition de phase ferromagnetique attendue theoriquement. Par ailleurs, un nouveau dopant de type n pour l'epitaxie par jets moleculaire des tellurures a ete teste avec succes sur des couches epaisses, ainsi que pour des heterostructures. Il s'agit de l'aluminium, dont le domaine d'utilisation est plus etendu que les autres dopants utilises jusqu'a present, puisqu'il permet d'obtenir une bonne efficacite meme sur des couches comportant du magnesium.
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Dal'Bo, Frédéric. "Spectroscopie optique d'heterostructures a base de tellurure de cadmium epitaxiees par jets moleculaires". Grenoble 1, 1988. http://www.theses.fr/1988GRE10123.
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La relaxation des contraintes est mise en evidence par une etude spectroscopique des transitions des excitons libres et varie en fonction de l'epaisseur de la couche et de l'orientation du support. Les differences entre les spectres de photoluminescence des materiaux massifs et ceux des couches epitaxiees sont dues aux effets des contraintes, aux defauts cristallins et aux impuretes introduites pendant la croissance. La structure de bande du puits quantique contraint est etudiee par spectroscopie optique. Elle est etudiee en fonction de l'epaisseur du puits
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Guille, Claire. "Etude de la formation par epitaxie par jets moleculaires des interfaces entre inas et gaas". Paris 6, 1987. http://www.theses.fr/1987PA066415.
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Malgre le fort desaccord parametrique existant entre gaas et inas (7,2%), il est possible de realiser des couches pseudomorphes de l'un des materiaux sur l'autre, en se limitant a des couches d'epaisseurs inferieures a une dizaine d'a. Dans ces conditions,l'interface inas/gaas est plane et chimiquement abrupte, a la demi-couche pres. L'interface inverse est diffuse et rugueuse a l'echelle atomique. Au cours de la formulation de cette heterojonction, il y a segregation d'in en surface et formation d'un compose ternaire. Ce type de phenomene de segregation d'in se produit egalement dans les composes ternaires ingaas et peut etre a l'origine de leur rugosite superficielle. Etude comparative avec d'autres systemes iii-as
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Bodin-Deshayes, Claire. "Epitaxie par jets moléculaires d'hétérostructures CdTe-CdMnTe : application aux structures laser et structures piézoélectriques". Grenoble 1, 1993. http://www.theses.fr/1993GRE10139.
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Des heterostructures de semiconducteurs ii-vi en cdte-cdmnte sont elaborees par la technique d'epitaxie par jets moleculaires (ejm). Elles sont ensuite caracterisees et etudiees en vue d'applications. Les conditions de croissance des couches de cdmnte sont optimisees selon les deux directions cristallographiques <001> et <111>. Le desaccord de maille entre le puits cdte et les barrieres cdmnte limite les structures coherentes realisables. La composition de l'alliage cdmnte, ainsi que les epaisseurs des couches sont maitrisees. Des structures de bonne qualite structurale et optique ont ete obtenues, ce qui a permis d'etudier des structures laser et des structures piezoelectriques. Des laser visibles compacts pompes electroniquement ont ete realises. Le dispositif s'appelle laser a semiconducteur a micropointe (lsm). La zone active est constituee d'une heterostructure a confinement separe et a gradient d'indice lineaire (l. Grinsch) epitaxiee selon la direction <001>. La longueur d'onde d'emission laser atteinte avec cdmnte est dans le rouge a temperature ambiante. La croissance de puits quantiques selon l'axe polaire <111> est tres interessante: l'existence d'un grand champ piezoelectrique (de l'ordre de 100000 v/cm) a ete mis en evidence experimentalement. Ce champ modifie la structure electronique et les proprietes optiques de l'heterostructure. Lors de l'ecrantage du champ par des porteurs photocrees, la raie se decale vers le bleu, ce qui est prometteur pour les applications en optique non lineaire ou en electro-optique. Pour expliquer les resultats experimentaux, l'hypothese d'une non-linearite du coefficient piezoelectrique a ete emis
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Stanke, Thomas. "An unbiased infrared H2 search for embedded flows from young stars in Orion A". Phd thesis, Universität Potsdam, 2000. http://opus.kobv.de/ubp/volltexte/2005/20/.
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Gasausströmungen, oft in der Form hoch kollimierter Jets, sind ein allgegenwärtiges Phänomen bei der Geburt neuer Sterne. Emission von stossangeregtem molekularem Wasserstoff bei Wellenlängen im nahen Infrarotbereich ist ein Merkmal ihrer Existenz und auch in eingebetteten, im Optischen obskurierten Ausströmungen generell gut zu beobachten. In dieser Arbeit werden die Resultate einer von Auswahleffekten freien, empfindlichen, grossflächigen Suche nach solchen Ausströmungen von Protosternen in der v=1-0 S(1) Linie molekularen Wasserstoffs bei einer Wellenlänge von 2.12 µm vorgestellt. Die Durchmusterung umfasst eine Fläche von etwa einem Quadratgrad in der Orion A Riesenmolekülwolke. Weitere Daten aus einem grossen Wellenlängenbereich werden benutzt, um die Quellen der Ausströmungen zu identifizieren. Das Ziel dieser Arbeit ist es, eine Stichprobe von Ausströmungen zu bekommen, die so weit wie möglich frei von Auswahleffekten ist, um die typischen Eigenschaften protostellarer Ausströmungen und deren Entwicklung festzustellen, sowie um die Rückwirkung der Ausströmungen auf die umgebende Wolke zu untersuchen.Das erste Ergebnis ist, dass Ausströmungen in Sternentstehungsgebieten tatsächlich sehr häufig sind: mehr als 70 Jet-Kandidaten werden identifiziert. Die meisten zeigen eine sehr irreguläre Morphologie anstelle regulärer oder symmetrischer Strukturen. Dies ist auf das turbulente, klumpige Medium zurückzuführen, in das sich die Jets hineinbewegen. Die Ausrichtung der Jets ist zufällig verteilt. Insbesondere gibt es keine bevorzugte Ausrichtung der Jets parallel zum grossräumigen Magnetfeld in der Wolke. Das legt nahe, dass die Rotations- und Symmetrieachse in einem protostellaren System durch zufällige, turbulente Bewegung in der Wolke bestimmt wird.
Mögliche Ausströmungsquellen werden für 49 Jets identifiziert; für diese wird der Entwicklungsstand und die bolometrische Leuchtkraft abgeschätzt. Die Jetlänge und die H2 Leuchtkraft entwickeln sich gemeinsam mit der Ausströmungsquelle. Von null startend, dehnen sich die Jets schnell bis auf eine Länge von einigen Parsec aus und werden dann langsam wieder kürzer. Sie sind zuerst sehr leuchtkräftig, die H2 Helligkeit nimmt aber im Lauf der protostellaren Entwicklung ab. Die Längen- und H2 Leuchtkraftentwicklung lässt sich im Wesentlichen durch eine zuerst sehr hohe, dann niedriger werdende Massenausflussrate erklären, die auf eine zuerst sehr hohe, dann niedriger werdende Gasakkretionsrate auf den Protostern schliessen lässt (Akkretion und Ejektion sind eng verknüpft!). Die Längenabnahme der Jets erfordert eine ständig wirkende Abbremsung der Jets. Ein einfaches Modell einer simultanen Entwicklung eines Protosterns, seiner zirkumstellaren Umgebung und seiner Ausströmung (Smith 2000) kann die gemessenen H2- und bolometrischen Leuchtkräfte der Jets und ihrer Quellen reproduzieren, unter der Annahme, dass die starke Akkretionsaktivität zu Beginn der protostellaren Entwicklung mit einer überproportional hohen Massenausflussrate verbunden ist.
Im Durchmusterungsgebiet sind 125 dichte Molekülwolkenkerne bekannt (Tatematsu et al. 1993). Jets (bzw. Sterne) entstehen in ruhigen Wolkenkernen, d.h. solchen mit einem niedrigen Verhältnis von interner kinetischer Energie zu gravitativer potentieller Energie; dies sind die Wolkenkerne höherer Masse. Die Wolkenkerne mit Jets haben im Mittel grössere Linienbreiten als die ohne Jets. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sie bevorzugt in den massereicheren Wolkenkernen zu finden sind, welche generell eine grössere Linienbreite haben. Es gibt keinen Hinweis auf stärkere interne Bewegungen in Wolkenkernen mit Jets, die durch eine Wechselwirkung der Jets mit den Wolkenkernen erzeugt sein könnte. Es gibt, wie von der Theorie vorausgesagt, eine Beziehung zwischen der Linienbreite der Wolkenkerne und der H2 Leuchtkraft der Jets, wenn Jets von Klasse 0 und Klasse I Protosternen separat betrachtet werden; dabei sind Klasse 0 Jets leuchtkräftiger als Klasse I Jets, was ebenfalls auf eine zeitabhängige Akkretionsrate mit einer frühzeitigen Spitze und einem darauffolgenden Abklingen hinweist.
Schliesslich wird die Rückwirkung der Jetpopulation auf eine Molekülwolke unter der Annahme strikter Vorwärtsimpulserhaltung betrachtet. Die Jets können auf der Skala einer ganzen Riesenmolekülwolke und auf den Skalen von Molekülwolkenkernen nicht genügend Impuls liefern, um die abklingende Turbulenz wieder anzuregen. Auf der mittleren Skala von molekularen Klumpen, mit einer Grösse von einigen parsec und Massen von einigen hundert Sonnenmassen liefern die Jets jedoch genügend Impuls in hinreichend kurzer Zeit, um die Turbulenz “am Leben zu erhalten” und können damit helfen, einen Klumpen gegen seinen Kollaps zu stabilisieren.
The presence of outflows, often in the form of well-collimated jets, is a phenomenon commonly associated with the birth of young stars. Emission from shock-excited molecular hydrogen at near-infrared wavelengths is one of the signposts of the presence of such an outflow, and generally can be observed even if the flow is obscured at optical wavelengths. In this thesis, I present the results of an unbiased, sensitive, wide-field search for flows from protostellar objects in the H2 v=1-0 S(1) line at a wavelength of 2.12 µm, covering a 1 square degree area of the Orion A giant molecular cloud. Further data covering a wide wavelength range are used to search for the driving sources of the flows. The aim of this work is to obtain a sample of outflows which is free from biases as far as possible, to derive the typical properties of the outflows, to search for evolutionary trends, and to examine the impact of outflows on the ambient cloud.
The first result from this survey is that outflows are indeed common in star forming regions: more than 70 candidate jets are identified. Most of them have a fairly ill-defined morphology rather than a regular or symmetric structure, which is interpreted to be due to the turbulent, clumpy ambient medium into which the jets are propagating. The jets are randomly oriented. In particular, no alignment of the jets with the large scale ambient magnetic field is found, suggesting that the spin and symmetry axis in a protostellar object is determined by random, turbulent motions in the cloud.
Candidate driving sources are identified for 49 jets, and their evolutionary stage and bolometric luminosity is estimated. The jet lengths and H2 luminosities evolve as a function of the age of the driving source: the jets grow quickly from zero length to a size of a few parsec and then slowly shorten again. The jets are very luminous early on and fade during the protostellar evolution. The evolution in length and H2 luminosity is attributed to an early phase of strong accretion, which subsequently decreases. The shortening of the jets with time requires the presence of a continuous deceleration of the jets. A simple model of the simultaneous evolution of a protostar, its circumstellar environment, and its outflow (Smith 2000) can reproduce the measured values of H2 luminosity and driving source luminosity under the assumption of a strong accretion plus high ejection efficiency phase early in the protostellar evolution.
Tatematsu et al. (1993) found 125 dense cloud cores in the survey area. The jet driving sources are found to have formed predominantly in quiet cores with a low ratio of internal kinetic energy to gravitational potential energy; these are the cores with higher masses. The cores which are associated with jets have on average larger linewidths than cores without jets. This is due to the preferred presence of jets in more massive cores, which generally have larger linewidths. There is no evidence for additional internal motions excited by the interaction of the jets with the cores. The jet H2 luminosity and the core linewidth (as predicted by theory) are related, if Class 0 and Class I jets are considered separately; the relation lies at higher values of the H2 luminosity for the Class 0 jets than for Class I jets. This also suggests a time evolution of the accretion rate, with a strong peak early on and a subsequent decay.
Finally, the impact of a protostellar jet population on a molecular cloud is considered. Under the conservative assumption of strict forward momentum conservation, the jets appear to fail to provide sufficient momentum to replenish decaying turbulence on the scales of a giant molecular cloud and on the scales of molecular cloud cores. At the intermediate scales of molecular clumps with sizes of a few parsec and masses of a few hundred solar masses, the jets provide enough momentum in a short enough time to potentially replenish turbulence and thus might help to stabilize the clump against further collapse.
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Rossner, Ulrike. "Epitaxie des nitrures de gallium et d'aluminium sur silicium par jets moléculaires : caractérisation structurale et optique". Université Joseph Fourier (Grenoble), 1995. http://www.theses.fr/1995GRE10181.
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Les nitrures de gallium et d'aluminium ont ete elabores par epitaxie par jets moleculaires (mbe) sur des substrats de silicium. La phase cubique de ces nitrures a ete obtenue sur le si(001). Elle est initiee par une carburation de la surface du silicium precedante a la croissance des nitrures: cette carburation permet de recouvrir completement la surface des substrats par des cristallites de sic cubique. La phase hexagonale du gan et de l'ain a ete observee sur le si(111). Pour la croissance du gan hexagonal, des couches tampons d'ain ont ete utilisees. Le nitrure d'aluminium a ete caracterise structuralement (par rheed, diffraction x et microscopie electronique). Pour le nitrure de gallium, semiconducteur a grand gap (3. 4 ev) qui constituait le but principal de notre travail, une etude structurale detaillee ainsi qu'une etude optique (par photoluminescence et cathodoluminescence) ont ete realisees. L'azote reactif pour la croissance des nitrures a ete obtenu par deux methodes differentes: par la creation d'un plasma d'azote par resonance cyclotron-electronique (ecr-mbe) ou par la decomposition de l'ammoniac sur la surface de l'echantillon (gas-source-mbe). Pour travailler en ecr-mbe, une source de plasma a ete developpee et caracterisee: elle est concue telle que le rapport ions/atomes neutres d'azote soit faible pour minimiser l'endommagement eventuel des nitrures par des ions energetiques
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Lépinau, Romaric de. "GaAs-on-Si solar cells based on nanowire arrays grown by molecular beam epitaxy". Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASS090.
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Les nanofils (NF) épitaxiés sur substrat Si sont des absorbeurs optiques efficaces et permettent d’intégrer des matériaux III-V de haute qualité sur Si en évitant les défauts généralement induits par le désaccord de maille entre ces deux matériaux, ce qui permettrait de fabriquer des cellules solaires tandem III-V/Si de plus de 30% d’efficacité. L’objectif de cette thèse est de développer des cellules solaires à NFs III-V, crûes sur substrat Si. Un premier objectif a été le contrôle de la croissance sélective de NFs en réseaux organisés, avec des taux de verticalité reproductibles supérieurs à 90% et atteignant 100%. A partir de caractérisation au microscope électronique en transmission, les conditions de croissance ont été optimisées pour améliorer la qualité cristalline en réduisant le nombre de fautes d’empilement, pour étudier des NFs de GaAsP avec un bandgap optimal, et pour étudier des hétérostructures cœur-coquille. En déterminant la concentration de porteurs dans les NFs par cathodoluminescence, je montre que le dopage du cœur ou de la coquille à un niveau p=8E18 cm⁻³ est possible en utilisant du Be, alors que le dopant Si est amphotère et ne permet d’atteindre que n=5E17 cm⁻³ dans les coquilles. Un procédé de fabrication de cellules a été développé pour contacter des jonctions de NFs cœur-coquille. Un dispositif de première génération basé sur une homojonction GaAs présente une efficacité de 2.1%, limitée par des problèmes de collection des porteurs, alors que la séparation des niveaux de Fermi estimée d'après des mesures de photoluminescence atteint une valeur prometteuse de 0.98 V à 82 soleils, extrapolée à 0.86 V à 1 soleil. Une nouvelle hétérojonction p-i-GaAs/n-GaInP présente une efficacité de 3.7% et un Voc record de 0.65 V. Ces démonstrations de cellules solaires à nanofils ouvrent la voie vers des cellules tandem à haute efficacitéNanowires (NW) epitaxially grown on Si substrate are efficient light absorbers and allow to integrate high-quality III-V materials on Si by preventing defects induced by the lattice-mismatch between both materials. They provide a way to fabricate tandem III-V/Si solar cells above 30% efficiency. The goal of this thesis is to develop III-V NW solar cells grown on Si substrates. First, the control of the selective NW growth in ordered arrays on Si was addressed and vertical yields consistently above 90% and up to 100% were demonstrated. Using transmission electron microscope characterization, the growth conditions were optimized to improve the crystal quality by reducing the number of stacking faults, to investigate GaAsP NWs with the optimal bandgap for tandem, and to study core-shell heterostructures. Using cathodoluminescence to determine the carrier concentrations in NWs, it was shown that the core and the shell can be doped with Be up to p=8E18 cm⁻³, while Si is an amphoteric dopant, resulting in shell doping limited to n=5E17 cm⁻³. A solar cell fabrication process was developed to contact NW core-shell junctions. A first-generation GaAs homojunction device shows efficiencies up to 2.1%, limited by carrier collection issues, whereas the quasi-Fermi level splitting, estimated from PL measurements, reaches a promising value of 0.98 V at 82 sun, extrapolated to 0.86 V at 1 sun. A new core-shell p-i-GaAs/n-GaInP heterojunction exhibits efficiencies up to 3.7%, with a record Voc=0.65 V. These GaAs-based NW top-cells directly grown on Si pave the way toward high-efficiency tandem solar cells
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Colin, Thierry. "Etude et réalisation d'hétérojonctions CdxHg(1-x)Te/CdyHg(1-y)Te en épitaxie par jets moléculaires". Grenoble 1, 1991. http://www.theses.fr/1991GRE10120.
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La realisation en ejm d'heterojonctions a base de cmt a necessite la reprise d'une etude detaillee de la croissance de ce materiau suivant l'orientation (111). La presence d'une couche adsorbee de tellure a la surface du materiau en croissance semble jouer un role majeur dans le controle de la qualite cristalline. Les efforts entrepris pour controler la croissance et mettre en place une modelisation quantitative nous ont permis d'etudier les principaux effets parasites rencontres en ejm de cmt. La mise en place d'innovations technologiques importantes a permis d'en reduire certains effets. Le dopage in de cmt par croissance sous flux de dopant a ete etudie. Des dopages de quelques 10#1#8 cm##3 avec une activite de pres de 100% ont ete obtenus. Les dispersions constatees sur l'incorporation et l'activite de l'indium proviendraient d'un effet de segregation dependant du taux de couverture en tellure lors de l'epitaxie. Le phenomene d'activation apres recuit sous mercure a ete observe. L'interpretation de cet effet a partir de la formation d'in2te3 semble valide. Pour la realisation du dopage p dans les heterojonctions, le dopage intrinseque du aux lacunes de hg a ete utilise. Afin d'obtenir des dopages assez importants, nous avons mis en place une procedure de recuit in-situ apres epitaxie en mettant a profit la connaissance des phenomenes rencontres en croissance de cmt. Sur le plan des dispositifs la connaissance du materiau et les efforts de modelisation ont permis l'obtention de structures aux caracteristiques electro-optiques performantes
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Hartmann, Jean-Michel. "Epitaxie par jets moléculaires alternés d'hétérostructures CdTe/Mn(Mg)Te : application à la réalisation de super-réseaux verticaux". Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015), 1997. http://www.theses.fr/1997GRE10204.
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Le but de ce travail est de developper des methodes de croissance pour fabriquer in-situ des nanostructures - en particulier des reseaux de fils quantiques - a base de semiconducteurs ii-vi de la famille des tellurures. Pour ce faire, nous avons fait appel a l'epitaxie par jets moleculaires alternes (envoi alterne des elements ii et des elements vi), technique permet un controle ultime des phenomenes d'incorporation des atomes en surface. Nous avons obtenu pour cdte deux regimes d'autoregulation, le premier a 0. 5 monocouches (mc) de cdte deposees par cycle d'ejma entre 260c et 290c, le second a 1 mc/cycle entre 230c et 240c. Pour mgte, un regime d'autoregulation a 0. 7mc/cycle d'ejma a ete mis en evidence entre 260c et 300c. Pour mnte, par contre, tous les atomes de mn incidents s'incorporent a 280c. Une etude systematique de super-reseaux cdte/mnte et cdte/mgte nous a permis d'une part d'evaluer et d'optimiser la morphologie des interfaces, d'autre part d'avoir acces a des parametres physiques importants de mgte (parametre de maille 6. 42 a, energie de bande interdite a l'ambiante 3. 5 ev, rapport des constantes elastiques 2c#1#2/#c#1#1=1. 06) comme de mnte (2c#1#2/#c#1#1=1. 12). En particulier, un modele de segregation a ete utilise pour decrire quantitativement les interfaces directes et inverses des super-reseaux cdte/mnte. Enfin, nous avons obtenu en croissance par avancees de marches sur surfaces vicinales des super-reseaux inclines (sri) cdte/mnte. Une grande regularite de la periode et de l'angle d'inclinaison de ces sri a ete demontree, avec une modulation laterale de la composition en mn de l'ordre de10%. Ce potentiel lateral de confinement a ete mis en evidence en optique a l'aide de mesures d'anisotropie de la polarisation.
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Labiad, Hamza. "Transfert d'énergie rotationnelle lors des collisions de CO-Ar et CO-H₂ à très basses températures pour des applications astrophysiques". Thesis, Rennes 1, 2017. http://www.theses.fr/2017REN1S147/document.
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Cette thèse a été effectuée au sein de l’Institut de Physique de Rennes, et qui porte sur le transfert d’énergie rotationnelle lors des collisions de CO-Ar et CO-H2 à très basses températures pour des applications astrophysiques. Comprendre la constitution du milieu interstellaire (MIS), son évolution et ses propriétés physiques telles que la température et la densité, nécessite la connaissance de l’efficacité des collisions atomiques et moléculaires. Cette thèse expérimentale a été motivée par cet objectif. Le MIS et plus particulièrement les nuages moléculaires froids sont caractérisés par des températures très basses atteignant ~ -260 °C. Afin de reproduire ces conditions, on a utilisé la technique CRESU (Cinétique des Réactions en Ecoulement Supersonique Uniforme). Deux systèmes de collisions ont été étudiés : CO-Ar et CO-H2 pour leur impact dans les modèles astrophysiques (dits aussi modèles de transfert radiatifs). Une technique spectroscopique IR-VUV (Infrarouge-Ultraviolet dans le vide) en double résonance à base de lasers pulsés a été utilisée pour la détection et le diagnostic de l’efficacité des collisions et la détermination les constantes de collisions. Les résultats expérimentaux obtenus (pour la première fois) ont été comparés à des prédictions basées sur des calculs théoriques très avancés de mécanique quantique. Un très bon accord a été obtenu, ce qui a permis de tester et valider ces calculs théoriques d’un côté, et aussi de pouvoir fournir des constantes de collisions robustes qui vont être utilisées par les astrophysiciens pour modéliser et déterminer les propriétés physiques du MIS, ainsi qu’interpréter les spectres astrophysiques obtenus par des télescopes ou des satellitesIn the quest to understand the universe, astrophysicists observe and make models for astrophysical objects in the sky. The interstellar medium, ISM, in particular is of central importance since it represents the matter that exists in the space between stars in a galaxy, and in which stars and planets form. Understanding it, its constituents and its evolution and characteristics requires the quantification of several chemical and physical processes, including collision processes. In this work, we used the CRESU technique to reproduce very cold environments of astrophysical media, in particular dense molecular clouds in the ISM. We studied experimentally rotational energy transfer, RET, resulting from inelastic collisions at very low temperatures using a pump-probe laser-based spectroscopic technique for the purpose of measuring constants quantifying collisions. Two types of constants were determined: the first are total removal constants of RET resulting from a specific rotational quantum state to all possible final rotational quantum states, and the second are more detailed information consisting in rate constants from a specific rotational quantum state to another specific rotational quantum state, so-called state-to-state rate constants. Two experiments have been performed involving Carbone monoxide molecule, CO, as a target molecule of collisions. The first involves argon, Ar, as a projectile atom, and the second molecular hydrogen, H2, as a projectile molecule. Both collisional systems play an important role in a wide range of areas including gas-phase phenomena and astrophysical applications. In the first experiment, we investigated collisions between CO and Ar, from 293 K down to 30 K. IR-VUV double resonance technique has been exploited to measure, directly for the first time, absolute values of total removal and state-to-state constants of collisions. The experimental results have been compared to theoretical predictions based on a diatom-atom model of collision, where very good agreement was observed. In the second experiment, we investigated collisions between CO and H2 (the most abundant molecules in the ISM) from 293 K down to 5.5 K focusing on the very low temperatures of dense molecular clouds in the ISM. For the first time, total removal and state-to-state constants have been measured and compared to theoretical predictions of a highly accurate diatom-diatom model of collisions, where excellent agreement was observed. The results obtained in this thesis served to validate theoretical models of molecular collisions, helping the continuous efforts for pushing the frontiers of theoretical models. In the astrophysical side, the obtained collisional constants will be taken into account in modeling of many astrophysical media
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Turco, Françoise. "Applications de techniques d'analyse in situ à l'épitaxie par jets moléculaires du système (Al, Ga, In) As". Grenoble INPG, 1988. http://www.theses.fr/1988INPG0016.
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L'etude des oscillations d'intensite de diffraction rheed en incidence rasante dursant la croissance de (al,ga,in)as conduit a un controle en temps reel en fonction des parametres (temperature, composition de la phase solide, pressions incidentes). Le couplage in situ avec la spectroscopie xps a permis de mettre en evidence, au cours de la croissance de algaas, gainas et alinas, la segregation en surface de l'element iii le moins lie a as. Par la technique des oscillations de rheed, determination des variations du coefficient d'incorporation de in dans alinas en fonction de la contrainte de la couche par le support, de la vitesse de croissance et de la pression de as. Le modele thermodynamique permet de rendre compte de ces variations
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Ellerweg, Dirk [Verfasser], Achim von [Gutachter] Keudell i Peter [Gutachter] Awakowicz. "Reaction chemistry in oxygen or hexamethyldisiloxane containing noble gas microplasma jets : a quantitative molecular beam mass spectrometry study / Dirk Ellerweg ; Gutachter: Achim von Keudell, Peter Awakowicz ; Fakultät für Physik und Astronomie". Bochum : Ruhr-Universität Bochum, 2012. http://d-nb.info/1209358409/34.
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Shen, Jianyun. "Thermodynamique des systèmes III-V, As-Ga-In et Al-As et analyse de leur épitaxie par jets moléculaires". Grenoble INPG, 1989. http://www.theses.fr/1989INPG0087.
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Diagramme de phase et donnees thermodynamiques du systeme ternaire as-ga-in sont optimises a partir des valeurs experimentales disponsibles. Etude de l'influence de l'energie elastique sur le diagramme de phase. Analyse thermodynamique de l'epitaxie par jets moleculaires des multicouches in#1##yga#yas
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Das, Aparna. "Boîtes quantiques de semi-conducteurs nitrures pour des applications aux capteurs opto-chimiques". Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00870365.
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Ce travail de thèse a porté sur la synthèse de boîtes quantiques (BQs) de semi-conducteurs nitrures orientés (11-22) ou (0001) par épitaxie par jets moléculaires à plasma d'azote, pour des applications aux capteurs chimiques pour la détection du niveau de pH, d'hydrogène ou des hydrocarbures dans des environnements gazeux ou liquides. Dans la première partie de ce manuscrit, je décri la synthèse des couches bidimensionnelles semi-polaires (11-22) : des couches binaires (AlN, GaN, and InN) et des ternaires (AlGaN et InGaN), qui sont requises pour le contact de référence dans les transducteurs et aussi pour établir une connaissance de base pour comprendre la transition dès la croissance bidimensionnelle à la croissance tridimensionnel des BQs. Un résultat particulièrement relevant est l'étude de la cinétique de croissance et l'incorporation de l'indium dans les couches d'InGaN(11-22). De même que pour InGaN polaire (0001), les conditions optimales de croissance pour l'orientation cristallographique semi-polaire correspondent à la stabilisation de 2 ML d'In sur la surface, en excellent accord avec des calculs théoriques. Les limites de la fenêtre de croissance en termes de température du substrat et de flux d'In sont les mêmes pour les matériaux semi-polaire et polaires. Cependant, j'ai constaté une inhibition de l'incorporation de l'In dans les couches semi-polaires, même pour une température en dessous du seuil de la ségrégation pour l'InGaN polaire. Dans une deuxième étape, j'ai fabriqué des super-réseaux de BQs de GaN/AlN et InGaN/GaN, à la fois dans l'orientation polaire et semi-polaire. Les mesures de photoluminescence et de photoluminescence en temps résolu confirment la réduction du champ électrique interne dans les boîtes semi-polaires. D'autre part, les BQs semi-polaires à base d'InGaN doit relever le défi de l'incorporation d'In dans cette orientation cristallographique. Pour surmonter ce problème, l'influence de la température de croissance sur les propriétés des boîtes quantiques InGaN polaires et semi-polaires a été étudiée, en considérant la croissance à haute température (TS = 650-510 °C, où la désorption d'In est active) et à basse température (TS = 460-440 °C, où la désorption d'In est négligeable). J'ai démontré que les conditions de croissance à faible TS ne sont pas compatibles avec le plan polaire, tandis qu'ils fournissent un environnement favorable au plan semi-polaire pour améliorer l'efficacité quantique interne de nanostructures InGaN. Enfin, j'ai synthétisé un certain nombre de transducteurs à BQs de GaN/AlN et InGaN/GaN selon les axes de croissance polaire et semi-polaire. Dans chaque cas, les conditions de croissance pour atteindre la fourchette spectrale ciblée (420-450 nm d'émission à avec une couche contact transparente pour des longueurs d'onde plus courtes que 325 nm) ont été identifiés. L'influence d'un champ électrique externe sur la luminescence des transducteurs ont confirmé que la meilleure performance (plus grande variation de la luminescence en fonction de la polarisation) a été fournie par des structures à base de BQs d'InGaN/GaN. Avec ces données, les spécifications des transducteurs opto-chimiques ont été fixées : 5 perides de BQs d'InGaN/GaN sur une couche contact d'Al0.35Ga0.65N:Si). Puis, j'ai synthétisé un certain nombre de ces transducteurs afin d'obtenir un aperçu sur la reproductibilité, limites et les étapes critiques du processus de fabrication. En utilisant ces échantillons, nous avons réalisé un système capteur intégré qui a été utile pour le suivi de la valeur du pH de l'eau.
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Widmann, Frédéric. "Epitaxie par jets moléculaires de GaN, AlN, InN et leurs alliages : physique de la croissance et réalisation de nanostructures". Université Joseph Fourier (Grenoble), 1998. http://www.theses.fr/1998GRE10234.
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Ce travail a porte sur la croissance epitaxiale des nitrures d'elements iii gan, aln, et inn, en utilisant l'epitaxie par jets moleculaires assistee par plasma d'azote. Nous avons optimise les premiers stades de la croissance de gan ou aln sur substrat al#2o#3 (0001). Le processus utilise consiste a nitrurer la surface du substrat a l'aide du plasma d'azote, afin de la transformer en aln, puis a faire croitre une couche tampon d'aln ou de gan a basse temperature, avant de reprendre la croissance de gan ou aln a haute temperature (680 a 750c). Nous avons en particulier etudie les proprietes d'une couche de gan en fonction de la temperature a laquelle est realisee l'etape de nitruration. Lorsque les conditions de demarrage de la croissance sont optimisees, nous avons pu observer des oscillations de rheed pendant la croissance de la couche de gan. Nous avons etudie l'effet du rapport v/iii sur la morphologie de surface et les proprietes optiques et structurales de cette couche. Nous avons propose l'utilisation de l'indium en tant que surfactant pour ameliorer ces proprietes. Nous avons ensuite aborde la realisation de superreseaux gan/aln dont nous avons optimise les interfaces. Les mecanismes de relaxation des contraintes de aln sur gan et gan sur aln ont ete etudies. Nous avons egalement elabore les alliages algan et ingan, comme barrieres quantiques dans les heterostructures. Nous avons montre que la relaxation elastique des contraintes de gan en epitaxie sur aln donne lieu a la formation d'ilots de tailles nanometriques, qui se comportent comme des boites quantiques. Leur densite et leur taille dependent de la temperature de croissance, et des conditions de murissement apres croissance. Les proprietes optiques de ces ilots sont gouvernees a la fois par les effets de confinement quantique et par le fort champ piezo-electrique induit par la contrainte dans les ilots.
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Porret, Clément. "Effet du manganèse sur l'épitaxie par jets moléculaires de nanofils de silicium et de germanium et fonctionnalisation de nanofils de germanium en vue d'applications en spintronique". Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00638725.
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Ce mémoire présente une étude de la synthèse par la méthode Vapeur-Liquide-Solide (VLS) de nanofils de silicium et de germanium par Epitaxie par Jets Moléculaires ainsi que de l'effet de la présence de manganèse sur leur croissance. La croissance des nanofils est fortement modifiée par la présence de manganèse. Les nanofils de silicium élaborés sous un faible flux de manganèse présentent des propriétés morphologiques et structurales remarquables. La présence de manganèse modifie le diamètre d'équilibre des gouttes AuSi utilisées pour la croissance par voie VLS et permet l'élaboration de nanofils de silicium de longueurs élevées et de faibles diamètres. De plus, leur qualité cristalline est considérablement améliorée par rapport aux nanofils de silicium formés sans apport de manganèse. Dans ce mémoire nous proposons quelques explications à ce phénomène. Dans le cas des nanofils de germanium, l'incorporation de manganèse n'a pu être obtenue par codépôt. Aussi, (i) le dopage par implantation ionique de nanofils de germanium et (ii) la fonctionnalisation de nanofils de germanium par la formation d'hétérostructures type cœur/coquille Ge/GeMn ont été considérés : - les mesures d'aimantation effectuées sur des nanofils de germanium implantés au manganèse démontrent l'existence de propriétés ferromagnétiques avec des températures de Curie supérieures à 400K. Il s'agit d'un résultat très prometteur en vue d'applications utilisant des nanofils de germanium ferromagnétiques à température ambiante ; - pour accéder aux propriétés magnétiques des nanofils de germanium fonctionnalisés par dépôt de GeMn, nous avons mis au point une procédure de prises de contacts adaptée à la mesure de leurs propriétés de magnétotransport. Les caractéristiques électriques de ces dispositifs montrent que les propriétés de transport sont dominées par la présence de la couche coquille de GeMn, surtout à basse température. Des mesures de magnétotransport effectuées à 100K indiquent l'existence d'effets de magnétorésistance liés aux propriétés ferromagnétiques des nanofils de Ge ainsi fonctionnalisés.
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Thomas, Candice. "Strained HgTe/CdTe topological insulators, toward spintronic applications". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAY090/document.
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Les isolants topologiques constituent une nouvelle classe de matériaux caractérisés par l'association d'un volume isolant et de surfaces conductrices. Avec des propriétés électroniques similaires au graphene, notamment un transport régit par des particules à énergie de dispersion linéaire couramment appelés fermions de Dirac ainsi qu'une protection topologique empêchant tout phénomène de rétrodiffusion, ces matériaux suscitent un intérêt grandissant dans la quête d'une électronique de faible consommation. En effet, la production de courants de spin non-dissipatifs et polarisés ainsi que la formation de courants de spin purs en l'absence de matériaux magnétiques constituent une partie des attentes de ces matériaux topologiques.L'objectif de cette thèse a été de démontrer expérimentalement le potentiel de l'isolant topologique HgTe pour des applications notamment dans le domaine de la l'électronique de spin ou spintronique.Pour ce faire, d'importants efforts ont été mis en œuvre pour améliorer le procédé de croissance par épitaxie par jets moléculaires.La composition chimique, la contrainte ainsi que la qualité des interfaces de la couche de HgTe ont été identifiées comme des axes majeurs de travail et d'optimisation afin d'obtenir une structure de bande inversée, l'ouverture d'un gap de volume, ainsi que pour protéger les propriétés électroniques des états de surface topologiques. Fort de ces caractéristiques, notre matériau possède à priori toutes les qualités nécessaires pour permettre de sonder les propriétés topologiques. Accéder à ces propriétés particulières est en particulier possible par des mesures d'effet Hall quantique sur des structures de type barres de Hall. La fabrication de ces dispositifs a néanmoins requis une attention particulière à cause de la forte volatilité du mercure et a nécessité le développement d'un procédé de nanofabrication à basses températures.Des mesures d'effet Hall quantique à très basses températures ont ensuite été réalisées dans un cryostat à dilution. Tout d'abord des couches épaisses de HgTe ont été mesurées et ont démontrées des mécanismes de transport très complexes mêlant les états de surface topologiques à d'autres contributions attribuées au volume et aux états de surface latéraux. La réduction de l'épaisseur des couches de HgTe a permis de limiter l'impact de ces contributions en les rendant négligeable pour les couches les plus fines. Dans ces conditions, ces structures ont affiché les propriétés attendues de l'effet Hall quantique avec notamment une annulation de la résistance. Avec ces propriétés, l'analyse en température de l'effet Hall quantique a permis de démontrer la nature des porteurs circulant sur les états de surface topologiques et de les identifier à des fermions de Dirac.Avec la mise en évidence de la nature topologique de notre système, l'étape suivante a été d'utiliser les propriétés topologiques et plus particulièrement le blocage entre le moment et le spin d'un électron pour tester le potentiel du système 3D HgTe/CdTe pour la spintronique. Premièrement, des mesures de pompage de spin ont été réalisées et ont mis en exergue la puissance de ces structures pour l'injection et la détection de spin. Deuxièmement, ces structures ont été implémentéessous la forme de jonction p-n dans l'idée de réaliser un premier dispositif de spintronique qui présente à ce jour des premiers signes de fonctionnementWith graphene-like transport properties governed by massless Dirac fermions and a topological protection preventing from backscattering phenomena, topological insulators, characterized by an insulating bulk and conducting surfaces, are of main interest to build low power consumption electronic building-blocks of primary importance for future electronics.Indeed, the absence of disorder, the generation of dissipation-less spin-polarized current or even the possibility to generate pure spin current without magnetic materials are some of the promises of these new materials.The objective of this PhD thesis has been to experimentally demonstrate the eligibility of HgTe three dimensional topological insulator system for applications and especially for spintronics.To do so, strong efforts have been dedicated to the improvement of the growth process by molecular beam epitaxy.Chemical composition, strain, defect density and sharpness of the HgTe interfaces have been identified as the major parameters of study and improvement to ensure HgTe inverted band structure, bulk gap opening and to emphasize the resulting topological surface state electronic properties. Verification of the topological nature of this system has then been performed using low temperature magneto-transport measurements of Hall bars designed with various HgTe thicknesses. It is worth noting that the high desorption rate of Hg has made the nanofabrication process more complex and required the development of a low temperature process adapted to this constraint. While the thicker samples have evidenced very complex transport signatures that need to be further investigated and understood, the thickness reduction has led to the suppression of any additional contributions, such as bulk or even side surfaces, and the demonstration of quantum Hall effect with vanishing resistance. Consequently, we have managed to demonstrate direct evidences of Dirac fermions by temperature dependent analysis of the quantum Hall effect. The next step has been to use the topological properties and especially the locking predicted between momentum and spin to test the HgTe potential for spintronics. Spin pumping experiments have demonstrated the power of these topological structures for spin injection and detection. Moreover, the implementation of HgTe into simple p-n junction has also been investigated to realize a first spin-based logic element
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Hestroffer, Karine. "Croissance et caractérisation de nanofils de GaN et d'hétérostructures filaires de GaN/AIN". Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00863433.
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Ce travail de thèse porte sur la croissance par épitaxie par jets moléculaires assistée plasma et sur la caractérisation de nanofils (NF) de GaN et d'hétérostructures filaires de GaN/AlN. Dans un premier temps, la morphologie des NFs de GaN (densité, longueur moyenne, diamètre moyen, dispersion de longueurs) est étudiée en fonction des paramètres de croissance. Via la diffraction d'électrons rapides, la morphologie des NFs GaN est corrélée à la dynamique de nucléation de ces derniers. Des expériences de diffraction de rayons X en incidence rasante effectuées à l'ESRF permettent également de clarifier les processus de nucléation des NFs GaN. Nous démontrons ensuite l'utilisation de la diffraction de rayons X résonnante pour déterminer la polarité des NFs GaN. Nous montrons que ces derniers sont de polarité N lorsque fabriqués sur Si nu. Des tests complémentaires de gravure sélective au KOH révèlent que les NFs GaN fabriqués sur un substrat de Si recouvert d'un fin buffer d'AlN ainsi que ceux dont la fabrication est initiée après pré-déposition de Ga sur la surface du Si, sont aussi de polarité N. Concernant les hétérostructures filaires GaN-AlN, la croissance d'AlN autour et sur les nanofils de GaN est étudiée en fonction de divers paramètres de croissance. Le rapport d'aspect des coquilles d'AlN (longueur/épaisseur) est décrit par un modèle géométrique. En utilisant une combinaison de diffraction anomale multi-longueurs d'onde, de microscopie en transmission de haute résolution et des calculs théoriques, l'état de contrainte des coeurs de GaN est analysé en fonction de l'épaisseur de la coquille. Cette contrainte augmente avec l'épaisseur de la coquille tant que l'AlN croît de manière homogène autour des NFs de GaN. Dès lors que la coquille est asymétrique, le système relaxe plastiquement. Nous étudions enfin la possibilité de fabriquer des îlots de GaN dans des NFs AlN. Nous déterminons le rayon critique de NFs AlN au-dessus duquel le GaN déposé subit une transition de forme de 2D à 3D. L'analyse des propriétés optiques de ces nanostructures originales revèle la présence de nombreux états localisés.
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Belahsene, Sofiane. "Lasers moyen infrarouge innovants pour analyse des hydrocarbures". Thesis, Montpellier 2, 2011. http://www.theses.fr/2011MON20166/document.
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L'objectif de cette thèse, réalisée dans le cadre du contrat européen Senshy, était la réalisation de diodes laser émettant dans le moyen infrarouge (de 3,0 à 3,4 µm). Ces diodes sont destinées à intégrer des détecteurs et des systèmes d'analyse de gaz basés sur le principe de la spectroscopie d'absorption (TDLAS) pour la détection des alcanes (méthane, éthane, propane) et des alcènes (acétylène). Les structures à puits quantiques de type I ont été réalisées par épitaxie par jets moléculaires sur GaSb.Bien qu'ayant d'excellentes performances dans la gamme 2,0-3,0 µm, les lasers GaInAsSb/AlGaAsSb montrent rapidement leurs limites en franchissant la frontière des 3 µm (la longueur d'onde la plus haute atteinte avec un tel composant est de 3,04 µm en continu à 20°C). Cette situation était d'autant plus regrettable que plusieurs gaz ont leurs raies d'absorption au-delà de 3 µm : le méthane par exemple a un pic d'absorption à 3,26 µm 40 fois plus fort que celui à 2,31 µm. En remplaçant le quaternaire AlGaAsSb par le quinaire AlGaInAsSb, nous avons montré que l'on pouvait améliorer l'efficacité quantique interne et avons obtenu des densités de courant de seuil à 2,6, 3,0 et 3,3 µm qui pouvaient être comparées favorablement aux précédents records à ces longueurs d'onde (respectivement, 142 A/cm², 255 A/cm² et 827 A/cm²).Les diodes laser DFB fabriquées à partir des structures epitaxiées ont permis d'atteindre l'émission laser à température ambiante en continu à 3,06 µm avec un caratère mono-fréquence (SMSR supérieur à 30 dB) et un courant de seuil de 54 mA. À 3,3 µm, les diodes DFB fonctionnent en continu jusqu'à 18°C avec un SMSR > 30dB et un courant de seuil de 140 mA. Finalement, ces diodes ont été intégrées dans un système d'analyse de gaz et ont permis d'atteindre une limite de concentration du méthane de 100 ppbv soit 17 fois moins que la concentration du méthane dans l'air ambiantThe objective of this thesis, conducted as part of the European contract Senshy, was the realization of laser diodes emitting in the mid-infrared range (from 3.0 to 3.4 µm). These devices are to be integrated into detectors and gas analysis systems based on the principle of absorption spectroscopy (TDLAS). for the detection of alkanes (methane, ethane, propane) and of alkenes (acetylene). The quantum well type-I structures were made by molecular epitaxy on GaSb. Despite having excellent performance in the 2 to 3 µm range, GaInAsSb/AlGaAsSb quantum well lasers rapidly show their limits when crossing the 3 µm barrier (the highest wavelength reached with such a device was 3.04 µm under cw operation at 20°C). This situation was all the more regrettable because several gases have their strongest absorption lines in the 3 to 4 µm range: methane, for example, has a peak of absorption at 3.26 µm overhanging a weaker peak at 2.31 µm by a factor 40. By replacing the quaternary AlGaAsSb by the quinary AlGaInAsSb, we have shown that the internal efficiency could be improved and we have obtained threshold current densities at 2.6 , 3.0 and 3,3 µm that could be favourably compared to the previous records at these wavelengths (respectively, 142 A/cm², 255 A/cm² and 827 A/cm²).DFB laser diodes made from the epitaxial structures were operated at room temperature in the continuous wave regime at 3.06 µm with a single-frequency emission (SMSR greater than 30dB) and a threshold current of 54 mA. At 3.3 µm, DFB devices were operated in cw up to 18 ° C with a SMSR > 30 dB and a current threshold of 140 mA. Eventually, these devices were integrated into a gas analysis system and allowed to reach a concentration limit of 100 ppbv of methane, i.e. 17 times less than the concentration of methane in the air
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Pelloquin, Sylvain. "LaAlO3 amorphe déposé par épitaxie par jets moléculaires sur silicium comme alternative pour la grille high-κ des transistors CMOS". Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00694351.
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Depuis l'invention du transistor MOS à effet de champ dans les années 60, l'exploitation de cette brique élémentaire a permis une évolution exponentielle du domaine de la microélectronique, avec une course effrénée vers la miniaturisation des dispositifs électroniques CMOS. Dans ce contexte, l'introduction des oxydes "high-κ" (notamment HfO2) a permis de franchir la barrière sub-nanométrique de l'EOT (Equivalent Oxide Thickness) pour l'oxyde de grille. Les travaux actuels concernent notamment la recherche de matériaux "high-κ" et de procédés qui permettraient d'avoir une interface abrupte, thermodynamiquement stable avec le silicium, pouvant conduire à des EOTs de l'ordre de 5Å. L'objectif de cette thèse, était d'explorer le potentiel de l'oxyde LaAlO3 amorphe déposé sur silicium par des techniques d'Épitaxie par Jets Moléculaires, en combinant des études sur les propriétés physico-chimiques et électriques de ce système. Le travail de thèse a d'abord consisté à définir des procédures d'élaboration sur Si de couches très minces (≈4nm), robustes et reproductibles, afin de fiabiliser les mesures électriques, puis à optimiser la qualité électrique des hétérostructures en ajustant les paramètres de dépôt à partir de corrélations entre résultats électriques et propriétés physico-chimiques (densité, stœchiométrie, environnement chimique...) et enfin à valider un procédé d'intégration du matériau dans la réalisation de MOSFET. La stabilité et la reproductibilité des mesures ont été atteintes grâce à une préparation de surface du substrat adaptée et grâce à l'introduction d'oxygène atomique pendant le dépôt de LaAlO3, permettant ainsi une homogénéisation des couches et une réduction des courants de fuite. Après optimisation des paramètres de dépôt, les meilleures structures présentent des EOTs de 8-9Å, une constante diélectrique de 16 et des courants de fuite de l'ordre de 10-2A/cm². Les caractérisations physico-chimiques fines des couches par XPS ont révélé des inhomogénéités de composition qui peuvent expliquer que le κ mesuré soit inférieur aux valeurs de LaAlO3 cristallin (20-25). Bien que les interfaces LAO/Si soient abruptes après le dépôt et que LaAlO3 soit thermodynamiquement stable vis-à-vis du silicium, le système LAO amorphe /Si s'est révélé instable pour des recuits post-dépôt effectués à des températures supérieures à 700°C. Un procédé de fabrication de MOSFETs aux dimensions relâchées a été défini pour tester les filières high-κ. Les premières étapes du procédé ont été validées pour LaAlO3.
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Himwas, Chalermchai. "Nanostructures à base de semi-conducteurs nitrures pour l'émission ultraviolette". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAY011.
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Ce travail porte sur la conception, l’épitaxie, et la caractérisation structural et optique de deux types de nanostructures, à savoir des boîtes quantiques AlGaN/AIN et des nanodisques AlGaN/AIN sur nanofils GaN. Ces nanostructures ont été synthetisées par épitaxie par jets moléculaires assistée par plasma (PA-MBE) et ont été conçues pour être le matériau actif d’une lampe ultraviolette à pompage électronique (EPUV) pour la purification de l'eau. En modifiant la composition Al et la géométrie des boîtes quantiques AlGaN/AlN, leur longueur d'onde d'émission peut être réglée dans la gamme 320-235 nm tout en gardant une grande efficacité quantique interne (> 35%). Le confinement quantique a été confirmé par la stabilité de l'intensité et du temps de déclin de la photoluminescence avec la température. La quantité optimale d’AlGaN dans les boîtes pour obtenir une luminescence maximale à la température ambiante est un compromis entre densité de boîtes quantiques et rendement quantique interne. L'effet de la variation du rapport hauteur/diamètre de base sur les transitions interbande et intrabande dans les boîtes a été explorée par ajustement des données expérimentales à des calculs tridimensionnels du diagramme de bande et des niveaux quantiques. En ce qui concerne les nanodisques d’AlGaN sur nanofils GaN, l'interdiffusion Al-Ga aux interfaces et l'hétérogénéité de l'alliage ternaire sont attribuées aux processus de relaxation des contraintes. Cette interprétation a été prouvée par la corrélation des données expérimentales avec des calculs de distribution déformation en trois dimensions effectuées sur des structures qui imitent la séquence de croissance réelle. Malgré le défi du manque d'homogénéité, la longueur d'onde d'émission des nanodisques AlGaN/AIN peut être réglée dans la gamme ultraviolette en préservant une haute efficacité quantique interne. Un prototype de lampe EPUV a été fabriqué en utilisant une région active à base de boîtes quantiques AlGaN/AIN avec les valeurs optimals d'épaisseur de la région active, d'épaisseur de la barrière AlN, et de quantité d’AlGaN dans chaque couche de boîtes. Pour ce premier dispositif, le SiC a été utilisé comme substrat pour éviter les problèmes associés à l’évacuation de charge ou de chaleur. Un essai de purification de l'eau par une telle lampe a été réalisé. Tous les échantillons ont été purifiés avec succès à la dose prévueThis work reports on the design, epitaxial growth, and the structural, and optical characterization of two types of nanostructures, namely AlGaN/AlN Stranski-Krastanov quantum dots (SK-QD) and AlGaN/AlN nanodisks (NDs) on GaN nanowires (NWs). These nanostructures were grown using plasma-assisted molecular beam epitaxy (PA-MBE) and were conceived to be the active media of electron-pumped ultraviolet (EPUV) emitters for water purification, operating in mid-ultraviolet range. The peak emission wavelength of three-dimensional SK-QD can be tuned in mid-ultraviolet range while keeping high internal quantum efficiency (IQE > 35%) by modifying the Al composition and the QD geometry. The efficient carrier confinement was confirmed by the stability of the photoluminescence intensity and decay time with temperature. The optimal deposited amount of AlGaN in AlGaN/AlN QDs which grants maximum luminescence at room temperature was determined by finding a compromise between the designs providing maximum IQE and maximum QD density. The effect of the variation of the QD height/base-diameter ratio on the interband and intraband optical properties was explored by fitting the experimental data with three-dimensional calculations of the band diagram and quantum levels. Regarding AlGaN/AlN NDs on GaN NWs, the Al-Ga intermixing at Al(Ga)N/GaN interfaces and the alloy inhomogeneity in AlGaN/AlN NDs are attributed to the strain relaxation process. This interpretation was proved by correlation of experimental data with three-dimensional strain distribution calculations performed on structures that imitate the real growth sequence. Despite the challenge of inhomogeneity, the emission wavelength of AlGaN/AlN NDs can be tuned in mid-ultraviolet range while preserving high IQE by adjusting the ND thickness and Al content. A prototype of EPUV emitter was fabricated using the AlGaN/AlN SK-QDs active region with proposed optimal design of active region thickness, AlN barrier thickness, and amount of AlGaN in each QD layer. For this first device, SiC was used as a substrate to prevent problems associated to charge or heat evacuation. A water purification test by such prototype EPUV emitter was carried out by irradiating E-coli bacteria, showing that all the specimens were successfully purified at the predicted ultraviolet dose
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Loroño, G. Marcos Antonio. "High resolution infrared diode laser spectroscopy of jet-cooled polyatomic molecules and molecular clusters". Thesis, University of Cambridge, 2000. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.621626.
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Randeniya, Lakshman Kumar. "Low-energy collision phenomena in free jet expansions: Molecular relaxation theory and ion-molecule rate studies". Diss., The University of Arizona, 1990. http://hdl.handle.net/10150/185207.
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Theoretical and experimental development of a new kinetic method to measure the rate coefficients of ion-molecule reactions occurring in free jet expansions below 20K is presented. The method is successfully used to determine the temperature dependences of numerous bimolecular and termolecular ion-molecule reactions over the temperature range of 0.5-20K. A new theoretical method based on the generalized Boltzmann equation is developed to calculate macroscopic flow properties of pure molecular supersonic flows. The variation of the different temperature components, hydrodynamic speed and density of the free jet as a function of distance is presented assuming a Maxwellian anisotropic distribution function. This theory facilitates the kinetic analysis and the assignment of temperatures to the chemical reactions occurring in jets. Using the Boltzmann equation, the flow properties of a mixed atomic free jet expansion are also analyzed. The method is more general than previous treatments which assume a vanishingly small mole fraction for one component of the mixture. The presence of velocity slip arising from the difference in hydrodynamic speeds of the two components complicates this treatment. Expressions for the calculation of flow properties for an atomic mixture with an arbitrary composition are presented. Temperature dependences of the termolecular association rate coefficients for the reactions of, N₂⁺ + 2N₂, O₂⁺ + 2O₂ and NO⁺ + 2NO over the temperature range of 3-15K are presented. The results are discussed in the light of statistical phase space theory. For the reactions of N₂⁺ + 2N₂ and O₂⁺ + 2O₂ excellent agreement between theory and experiment is obtained. The kinetic analysis of NO⁺ + 2NO is complicated due to the competing charge transfer reaction. The observed temperature dependence for this reaction does not agree with the predictions of the statistical theory. The ternary association rate coefficients for the reaction, Ar⁺ + 2Ar, show a strong temperature dependence at very low temperatures (0.5-2.5K). Current statistical formulations cannot predict this temperature dependence and a comprehensive model for this reaction mechanism has yet to be developed. Three distinct temperature dependences are observed for the bimolecular reactions of N₂⁺ with CH₄, O₂ and n-H₂ at temperatures below 15K. Speculations are made regarding the interaction potential energy surfaces that may lead to the observed behaviors.
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Neggache, Amina. "Propriétés électroniques des alliages d'Heusler Co1.5Fe1.5Ge et Co2MnSi". Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0229/document.
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Le transfert de spin est un moyen de retourner l’aimantation d’une couche dans une jonction tunnel magnétique. Le courant nécessaire à cette tâche dépend des matériaux et dans le contexte actuel consommer moins est devenu un enjeu important. Une solution consiste à utiliser des matériaux ayant une forte polarisation en spin et un faible amortissement magnétique. Ces matériaux sont appelés demi-métaux ferromagnétiques. Du fait de l’existence d’un gap de spin chez les spins minoritaires au niveau de Fermi, ces composés possèdent une polarisation en spin de 100% et un faible amortissement magnétique. En théorie, certains Heusler, tels que Co1.5Fe1.5Ge et Co2MnSi, possèdent ces propriétés s’ils cristallisent dans la bonne phase cristallographique. En pratique, des mesures indirectes semblent confirmer ce comportement mais pourtant aucune preuve directe de cette demi-métallicité n’a été observée jusqu’à présent. C’est dans ce cadre que cette thèse s’inscrit. Après avoir déterminé les conditions de croissance de Co1.5Fe1.5Ge, à l’aide d’une série de mesure et notamment à l’aide de la diffraction anomale, nous avons déterminé l’ordre chimique complet de cet alliage qui est bien celui recherché. Les mesures des propriétés magnétiques donnent des résultats en accord avec la théorie. Mais l’utilisation de ce composé dans des jonctions tunnel magnétiques montre une faible magnétorésistance tunnel. La spectroscopie de photoémission résolue en spin nous a permis d’expliquer ces résultats. Dans le même esprit, nous nous sommes tournés vers le Co2MnSi, un composé qui semble plus prometteur où le gap de spin et de faibles valeurs d’amortissement magnétiques ont été mesurésSpin transfer is one way of switching the magnetization of a layer in a magnetic tunnel junction. The current needed at this task depends on the materials and in the current context, consume less became an important issue. Materials with a high spin polarization and a low magnetic damping are one solution of this problem. They are called half metal ferromagnets. Because of the existence of a pseudo-gap in the minority spin channel at the Fermi energy, these compounds show a 100% spin polarization and an extremely low magnetic damping. In theory, some Heusler, such as Co1.5Fe1.5Ge and Co2MnSi, possess theses properties if they crystallize in the good crystallographic phase. In practice, there is strong indication of this behavior by mean of indirect techniques. However, no direct evidence of this pseudo-gap has been observed. It is in this context that this thesis is. After having determined growth conditions of Co1.5Fe1.5Ge, by mean of several techniques and especially by anomalous diffraction, we determined the complete chemical order which is the one we were looking for. Magnetic properties measurements show results in agreement with the theory. But the use of this compound in magnetic tunnel junctions shows low tunnel magnetoresistance. Spin resolved photoemission spectroscopy measurements explain very well these results. In the same spirit, we started to study Co2MnSi which seems more promising as this pseudo-gap and low magnetic damping have been observed
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Benkouider, Abdelmalek. "Fabrication and characterization of sige-based core-shell nanostructures". Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4345.
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Du fait de leur facilité de fabrication et de leurs propriétés physiques uniques, les nanofils (NFs) de semi-conducteurs présentent des potentialités d’application importantes elles pouvaient être comme briques élémentaires de nombreux dispositifs nano- et opto-électroniques. Différents procédés de fabrication ont été développés pour fabriquer et organiser ces nanofils en épitaxie sur silicium. Cependant, un des principaux problèmes réside dans le manque de reproductibilité des NFs produits naturellement. Pour obtenir un meilleur contrôle de leur périodicité, localisation, forme et taille, différents types de gravure ont été mis au point. Aujourd’hui, des incertitudes importantes persistent quant à leurs propriétés fondamentales, en raison d’un manque de corrélation entre les propriétés électroniques et optiques et les détails microscopiques (composition, structure, chimie ...etc.). L’objectif de ce travail est de développer deux types de procédés de fabrication : le premier "top-down" est basé sur la nanogravure directe par faisceau d’ions focalisés (FIB)de couches bi-dimonsionnelles de SiGe. Ce procédé permet de contrôler la taille des NFs, les déformations, et leur localisation précise. Il permet de fabriquer des réseaux de larges piliers. Les NFs réalisés par cette technique sont peu denses et de diamètre important. Le second procédé est de type "Bottom-Up" ; il s’appuie sur la croissance VLS à partir de catalyseurs métalliques (AuSi). Les NFs réalisés ont étudiés à l’échelle locale afin de mesurer la taille moyenne de contrainte ainsi que leur effet sur le confinement quantique et sur la structure de bande des NFsSiGe/Si core/shell nanowires (NWs) and nanodots (NDs) are promising candidates for the future generation of optoelectronic devices. It was demonstrated that the SiGe/Si heterostructure composition, interface geometry, size and aspect ratios can be used to tune the electronic properties of the nanowires. Compared to pure Si or Ge nanowires, the core-shell structures and exhibit extended number of potential configurations to modulate the band gap by the intrinsic strain. Moreover, the epitaxial strain and the band-offsets produce a better conductance and higher mobility of charge carriers. Recent calculations reported that by varying the core-shell aspect ratio could induce an indirect to direct band gap transition. One of the best configurations giving direct allowed transitions consists of a thin Si core embedded within wide Ge shell. The Germanium condensation technique is able to provide high Ge content (> 50%) shell with Si core whom thickness of core and shell can be accurately tuned. The aim of this work is to develop two types of synthesis processes: the first "top-down" will be based on direct nanoetching by focused ion beam (FIB) of 2D SiGe layer. This process allows the control of the size of NWs, and their precise location. The NWs achieved by this technique are not very dense and have a large diameter. The second processes called "bottom-up"; are based on the VLS growth of NWs from metal catalysts (AuSi). Grown NWs have been studied locally in order to measure the mean size and the strain and their effects on the quantum confinement and band structure of NWs
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Wolff, Jens-Christian [Verfasser]. "Molecular mediators of alveolarization / by Jens-Christian Wolff". Giessen : VVB Laufersweiler, 2010. http://d-nb.info/1008503819/34.
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Siladie, Alexandra-Madalina. "Nanofils AlxGa1-xN et AlN pour la réalisation de diodes émettant dans l'UV-C". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAY059.
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La thèse sera consacrée à la croissance par épitaxie par jets moléculaires d’hétérostructures AlGaN/GaN de type filaire, incluant leur dopage de type n et de type p. La caractérisation des propriétés structurales et optiques de ces hétérostructures sera menée à bien en combinant des expériences de microscopie électronique à balayage, de spectroscopie de la photoluminescence, de diffraction de RX. Dans le cadre d’un partenariat national et international, des études de nanocathodoluminescence à haute résolution et de Kelvin probe seront également menées. Finalement, on réalisera des structures complètes de LEDs émettant dans la gamme de l’UV C (environ 250-280 nm), en collaboration étroite (dans le cadre d’un projet ANR) avec le CNRS/Institut Néel qui prendra en charge le dépôt d’une électrode conductrice en diamant, l’étape de processing et les caractérisations électriquesBecause of their band gap value extending from 0.68 eV (for InN) up to 3.5 eV (GaN) and 6.2 eV (AlN), nitride family is potentially well adapted to the realization of light emitting diodes (LEDs) or detectors in a wavelength range spanning from infrared to ultraviolet. In particular, the possibility to realize devices emitting in the UV C range (200-280 nm) is a current subject of interest, in relation with numerous applications such as air and water sanitization, counterfeiting detection, sensors etc… Contrary to the visible LEDs which exhibit an excellent efficiency (at least for blue emission, which, coupled to a yellow phosphor is at the base of standard white LEDs currently available on the market), UV LEDs efficiency is currently limited to a few percent, as a consequence of the lack of suitable substrates, which results in defective material, and of doping difficulties, which limit current injection. One innovative solution to overcome these difficulties consists of using nanowires (NWs): the remarkable geometry (small diameter) and aspect ratio (height/diameter) of these objects make them favorable to the realization of heterostructures free of extended defects, therefore limiting carrier non radiative recombination. Furthermore, as a major advantage, electrical doping of NWs (type n with Si, type p with Mg) is considerably eased in NWs, as a result of an improved elastic strain relaxation, which significantly pushes away the dopant incorporation limit to values higher than in 2D layers used for conventional UV LEDs to date. The combination of these advantages make UV emitting NWs a subject of intense interest, with the prospect of realizing a breakthrough in efficiency. We are partially funded by an ANR project to explore this road. In this context, the proposed PhD project will consist of growing and fully characterizing the structural and optical properties of AlxGa1-xN/ AlyGa1-yN / AlxGa1-xN NW heterostructures (cathodo- and photo-luminescence, high resolution electron microscopy, atom probe and Kelvin probe measurement, etc…) with the prospect of realizing innovative, highly efficient UV LEDs in the range 240-270 nm. The process of the final structures and their electrical characterization will be performed by CNRS-Néel, after deposition of a doped-diamond upper contact. The work will be mostly performed in the Nanophysics and semiconductor CNRS/CEA group in CEA-INAC, which has an internationally recognized expertise in the academic studies on nitride materials, in close collaboration with several academic groups in France and abroad (CNRS-Néel, CNRS-LPS, University of Valencia….)
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Gruart, Marion. "Elaboration et propriétés de nanofils à base d'InGaN pour la réalisation de micro et nanoLEDs". Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALY031.
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Les semiconducteurs III-N, incluant le GaN, l’AlN, l’InN et leurs alliages, font l’objet d’un intérêt grandissant pour le développement de dispositifs optoélectroniques. Leur gap direct dont l’énergie est comprise entre l’UV profond et l’IR (de 6,14 à 0,64 eV) permet d’exploiter une large gamme du spectre et ainsi viser de nombreuses applications. Depuis la réalisation des premières LEDs bleues à base de puits quantiques InGaN/GaN, ayant donné lieu au prix Nobel de physique de 2014, l’alliage InGaN est particulièrement étudié pour le développement des LEDs visibles. La fabrication des matériaux III-N par épitaxie fait cependant face à de nombreuses difficultés, incluant le large désaccord de maille entre les différents matériaux III-N, ainsi qu’avec les substrats disponibles. Les défauts structuraux générés par les contraintes d’épitaxie, diminuant drastiquement l’efficacité des dispositifs opto-électroniques, font ainsi partie des obstacles majeurs quant au développement des LEDs III-N.Facilitant la relaxation latérale des contraintes d’épitaxie grâce à leur facteur de forme, les nanofils semiconducteurs sont largement étudiés pour la réalisation d’hétérostructures axiales d’excellente qualité structurale. La thèse présentée ici s’intéresse ainsi à l’épitaxie de nano et microfils III-N pour la réalisation de structures LEDs visibles. En particulier, nous chercherons à optimiser l’efficacité des LEDs à haute teneur en In (environ 35%In) pour l’émission dans la gamme rouge. L’épitaxie par jet moléculaire assistée par plasma (PA-MBE) est une technique particulièrement adaptée pour cette étude car elle permet de générer des nanofils à base d’InGaN/GaN dont la composition en In peut varier entre 0 et 100%. Afin de contrôler le diamètre et l’espacement des fils tout en s’affranchissant des inhomogénéités des nanofils auto-nucléés, nous choisissons d’effectuer une reprise d’épitaxie PA-MBE sur des pseudo-substrats réalisés par croissance sélective. Ces pseudo-substrats, contenant des nano et microfils ordonnés de GaN d’orientation [0001], nous permettent d’ouvrir une étude approfondie sur les mécanismes de croissance du GaN et de l’InGaN en fonction des dimensions des fils.L’optimisation d’un dispositif nécessite dans un premier temps de bien maîtriser les mécanismes de croissance intervenant lors de l’homoépitaxie du GaN ou lors de l’hétéroépitaxie de l’InGaN sur les fils GaN. Une première étude sur le mécanisme d’élongation des fils GaN a mis en évidence une nucléation préférentielle en périphérie de la surface supérieure des fils des nouvelles couches atomiques, ainsi que la formation de différents plans cristallins au sommet des fils selon les conditions de croissance. Sachant que l’incorporation de l’In est sensible à l’orientation de croissance, le contrôle des plans cristallins formés constitue une étape clef à la préparation de surface pour l’épitaxie de la zone active de la LED. Contrairement aux structures LEDs MBE à base d’InGaN semi-polaire présentées dans la littérature, nous choisissons l’orientation [0001] permettant de garantir une unique composition d’InGaN par fils pour la réalisation de LEDs monochromatiques. De plus, l’élargissement du sommet du fils GaN permet d’éliminer une source de court-circuit et d’améliorer l’homogénéité fil à fil avant l’épitaxie de l’InGaN. Les analyses optiques, microscopiques et chimiques ont montré que la réalisation de super-réseaux de morphologie pyramidale permettait de réduire la quantité de défauts non-radiatifs dans la zone active et d’augmenter l’intensité de la luminescence. De plus ces structures permettent d’augmenter la surface d’injection électrique dans la zone active, améliorant l’efficacité de la LED. Enfin, l’électroluminescence des LEDs réalisées dans cette thèse couvre une grande gamme du spectre visible (450-610 nm)III-N semi-conductors, including GaN, AlN, InN and their alloys, are now firmly established as a current solution for solid state lighting and related applications due to their direct band gaps ranging from deep UV to IR (6,14 eV to 0,64 eV). Since the realization of InGaN/GaN quantum wells based blue LEDs, rewarded by the 2014 Nobel Prize in physics, InGaN based visible LEDs have emerged as a prime candidate for lighting applications. However, one of the main challenges for the fabrication of III-N based devices is the large lattice mismatch between the III-N epilayers and the available substrates. Consequently, a high density of extended defects is induced by plastic relaxation, drastically decreasing the LEDs’ efficiency.Semiconductor nanowires are intensely studied for the realization of high efficacity axial heterostructures, due to the greatly eased elastic strain relaxation resulting from their large aspect ratio. With the aim of realizing red emitting InGaN based LEDs and overcome the green gap issue, this PhD work is mainly focused on the growth of InGaN/GaN nanowires and micro-columns with high In content (approximately 35%In). The growth is achieved by using plasma-assisted molecular beam epitaxy (PA-MBE) on [0001]-oriented GaN wires templates, ranging in diameter from nanowires to micro-columns to provide a better understanding of these key parameters.Optimization of such devices requires an extensive understanding of GaN and InGaN growth on top of GaN wires. Firstly, GaN nanowires elongation mechanism was shown to be governed by peripheral nucleation. Depending on GaN growth conditions, the top crystallographic planes are tuned from semi-polar planes to c-planes, making possible a surface preparation for the growth of InGaN active region of LED devices. As a new approach, we propose in this work to perform the InGaN growth on a Ga-polar [0001] GaN top surface, in contrast to the InGaN grown on semi-polar facets reported in literature. Taking into account the In incorporation efficacity with respect to the growth orientation, the InGaN epitaxy on a [0001] top facet guarantees a unique InGaN composition on each wire for the realization of monochromatic LEDs. Moreover, the enlargement of GaN wires toward the top was shown to eliminate a parasitic short-circuit and reduce the wire diameters variability. The replacement of the InGaN section by a pyramidal InGaN/GaN superlattice was observed to reduce non-radiative recombinations and increase the InGaN luminescence intensity. Additionally, these structures increase the surface of current injection in the active region of the LEDs, improving their efficiency. Finally, electroluminescence from LEDs realized during this PhD is covering a large range of visible spectrum from 450 nm to 610 nm
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Rueda-Fonseca, Pamela. "Magnetic quantum dots in II-VI semiconductor nanowires". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GRENY015/document.
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Dans ce travail de thèse a été développé et étudié un nouveau type d'objet semiconducteur magnétique : des boîtes quantiques de CdMnTe insérées dans des nanofils de ZnTe/ZnMgTe constituant une structure de type cœur-coquille. L'objectif était d'étudier la croissance par épitaxie par jets moléculaires et les propriétés fondamentales de ces hétéro-structures complexes. Dans ce but deux aspects principaux ont été abordés : i) la qualité et le contrôle des propriétés structurales, électroniques et magnétiques de ces objets, grâce à une maîtrise de leur croissance et ii) l'obtention d'informations quantitatives locales sur la composition chimique de ces nanostructures inhomogènes. Pour atteindre ces objectifs, nous avons divisé notre étude en quatre étapes. La première étape de ce travail a été concentrée sur l'étude quantitative de la formation des particules d'or servant de catalyseurs à la croissance des nanofils. La seconde étape a porté sur l'analyse des mécanismes de croissance et des paramètres gouvernant la croissance des fils de ZnTe. En particulier deux types de fils ont été observés : des fils cylindriques de structure wurtzite et des fils coniques de structures zinc-blende. Un modèle de croissance guidée par la diffusion a été utilisé pour rendre compte de certains des résultats quantitatifs présentés dans cette partie. La troisième étape a concerné l'insertion de boîtes quantiques de CdMnTe dans des nanofils de structure cœur-coquille ZnTe/ZnMgTe. Une étude préalable des paramètres pertinents influençant les propriétés magnéto-optiques de ces objets, tels que le confinement de la boîte quantique, l'incorporation du Mn et l'anisotropie de contrainte créée par la structure, a été menée. La quatrième et dernière étape de ce travail a porté sur l'interprétation quantitative de mesures d'analyse dispersive en énergie effectuées sur des nanofils de structure cœur-multicoquille. Un modèle géométrique a été proposé, permettant de retrouver la forme, les dimensions et la composition chimique des boîtes quantiques et des coquilles. Cette étude a été couplée à des mesures de caractérisation telles que la cathodo-luminescence, la micro-photo-luminescence et la spectroscopie magnéto-optique effectuées sur le même nanofilIn this PhD work a novel type of magnetic semiconductor object has been developed: Cd(Mn)Te quantum dots embedded in ZnTe/ZnMgTe core-shell nanowires. The goal was to investigate the growth, by molecular beam epitaxy, and the fundamental properties of these complex heterostructures. For that purpose, two main issues were addressed: i) gaining control of the structural, electronic and magnetic properties of these quantum objects by mastering their growth; and ii) obtaining quantitative local knowledge on the chemical composition of those non-homogeneous nanostructures. To tackle these topics, our research was divided into four stages. The first stage was devoted to perform a quantitative study of the formation process of the Au particles that catalyze the growth of nanowires. The second stage involved the analysis of the mechanisms and parameters governing the growth of ZnTe nanowires. In particular, two different types of nanowires were found: cone-shaped nanowires with the zinc-blende crystal structure and cylinder-shaped nanowires with the hexagonal wurtzite structure. A diffusion-driven growth model is employed to fit some of the quantitative results presented in this part. The third stage focused on the insertion of pure CdTe quantum dots containing Mn ions in the core-shell nanowires. An initial study of the relevant parameters influencing the magneto-optical properties of these objects, such as the quantum dot confinement, the Mn incorporation, and the strain anisotropy, was performed. The four and last stage of this work concerned the quantitative interpretation of Energy-Dispersive X-ray spectroscopy measurements performed on single core-multishell nanowires. A geometrical model was proposed to retrieve the shape, the size and the local composition of the quantum dot insertions and of the multiple layers of the heterostructures. This study was coupled to other complementary characterization measurements on the same nanowire, such as cathodo-luminescence, micro-photo-luminescence and magneto-optical spectroscopy
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Joslin, Evelyn. "Jet spectroscopy of aromatic molecules". Thesis, Imperial College London, 1992. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.261303.
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Feng, Gang <1984>. "Studies of pure rotational spectra of isolated molecules and molecular adducts using pulsed jet Fourier transform microwave (PJ-FTM) spectroscopy". Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2013. http://amsdottorato.unibo.it/5564/.
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This thesis focuses on studying molecular structure and internal dynamics by using pulsed jet Fourier transform microwave (PJ-FTMW) spectroscopy combined with theoretical calculations. Several kinds of interesting chemical problems are investigated by analyzing the MW spectra of the corresponding molecular systems.
First, the general aspects of rotational spectroscopy are summarized, and then the basic theory on molecular rotation and experimental method are described briefly. ab initio and density function theory (DFT) calculations that used in this thesis to assist the assignment of rotational spectrum are also included.
From chapter 3 to chapter 8, several molecular systems concerning different kind of general chemical problems are presented. In chapter 3, the conformation and internal motions of dimethyl sulfate are reported. The internal rotations of the two methyl groups split each rotational transition into several components line, allowing for the determination of accurate values of the V3 barrier height to internal rotation and of the orientation of the methyl groups with respect to the principal axis system.
In chapter 4 and 5, the results concerning two kinds of carboxylic acid bi-molecules, formed via two strong hydrogen bonds, are presented. This kind of adduct is interesting also because a double proton transfer can easily take place, connecting either two equivalent or two non-equivalent molecular conformations.
Chapter 6 concerns a medium strong hydrogen bonded molecular complex of alcohol with ether. The dimer of ethanol-dimethylether was chosen as the model system for this purpose.
Chapter 7 focuses on weak halogen…H hydrogen bond interaction. The nature of O-H…F and C-H…Cl interaction has been discussed through analyzing the rotational spectra of CH3CHClF/H2O. In chapter 8, two molecular complexes concerning the halogen bond interaction are presented.
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Akra, Ahiram el. "Croissance de boîtes quantiques In(Ga)As sur substrats de silicium et de SOI pour la réalisation d'émetteurs de lumière". Phd thesis, Ecole Centrale de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00952829.
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Cette thèse porte sur l'étude de la croissance auto-organisée de boîtes quantiques d'In(Ga)As sur substrat de silicium visant à l'intégration monolithique d'un émetteur de lumière sur silicium à base d'un matériau semiconducteur III-V. Le développement d'un tel système se heurte à deux verrous majeurs : le premier provient d'un très fort désaccord de maille qui rend difficile l'élaboration de boîtes quantiques d'In(Ga)As sur Si présentant de bonnes qualités structurales et optiques, et le second provient de la nature électronique de l'interface entre In(Ga)As et le Si dont il est prédit qu'elle est de type II et donc peu efficace pour l'émission de lumière. L'approche que nous avons proposée consiste à insérer des BQs d'In(Ga)As dans un puits quantique de silicium dans SiO2, fabriqué sur un substrat SOI. Les effets attendus de confinement quantique dans le puits de Si favoriseraient une interface In(Ga)As/Si de type I. D'un point de vue expérimental, nous avons donc étudié l'influence de différents paramètres de croissance (température de croissance, rapport V/III, quantité d'In(Ga)As déposé, teneur en indium des boîtes quantiques ...) sur le mode de croissance et sur les propriétés structurales et optiques des BQs d'In(Ga)As épitaxiées sur substrat de Si(001). Nous avons proposé une interprétation des phénomènes microscopiques qui régissent la formation des boîtes quantiques d'In(Ga)As sur Si en fonction de la teneur en indium. Nous avons aussi montré qu'il est possible de fabriquer des boîtes quantiques d'In0,4Ga0,6As sur Si ne présentant pas de défauts structuraux liés à la relaxation plastique. La luminescence attendue des boîtes quantiques n'a pas pu être obtenue, probablement en raison de deux conditions requises mais antagonistes: la fabrication de boîtes quantiques de très haute qualité structurale (possible uniquement pour de l'In(Ga)As avec une teneur en In inférieure à 50%) et un alignement de bandes à l'interface BQs In(Ga)As/Si de type I (possible théoriquement pour une teneur en In supérieure ou égale à 70%). Ce travail a permis d'enrichir la connaissance et le savoir-faire concernant l'élaboration de boîtes quantiques d'In(Ga)As sur substrat de Si(001) et l'encapsulation de ces boîtes quantiques par du silicium dans un réacteur d'épitaxie par jets moléculaires III-V.
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Kennedy, Graham Robert Alexander. "Laser photochemistry of jet-cooled molecules". Thesis, Heriot-Watt University, 1998. http://hdl.handle.net/10399/621.
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Yin, Shi. "Integration of epitaxial piezoelectric thin films on silicon". Thesis, Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2013. http://www.theses.fr/2013ECDL0039/document.
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Les matériaux piézoélectriques, comme le titanate-zirconate de plomb Pb(ZrxTi1-x)O3 (PZT), l’oxyde de zinc ZnO, ainsi que la solution solide de Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT), sont actuellement l’objet d’études de plus en plus nombreuses à cause de leurs applications innovantes dans les systèmes micro-électromécaniques (MEMS). Afin de les intégrer sur substrat de silicium, certaines précautions doivent être prises en compte concernant par exemple des couches tampon, les électrodes inférieures. Dans cette thèse, des films piézoélectriques (PZT et PMN-PT) ont été épitaxiés avec succès sous forme de monocristaux sur silicium et SOI (silicon-on-insulator) par procédé sol-gel. En effet, des études récentes ont montré que les films piézoélectriques monocristallins semblent posséder des propriétés supérieures à celles des films polycristallins, permettant ainsi une augmentation de la performance des dispositifs MEMS. Le premier objectif de cette thèse était de réaliser l'épitaxie de film monocristallin de matériaux piézoélectriques sur silicium. L'utilisation d’une couche tampon d'oxyde de gadolinium (Gd2O3) ou de titanate de strontium (SrTiO3 ou STO) déposés par la technique d’épitaxie par jets moléculaires (EJM) a été explorée en détail pour favoriser l’épitaxie du PZT et PMN-PT sur silicium. Sur le système Gd2O3/Si(111), l’étude par diffraction des rayons X (XRD) de la croissance du film PZT montre que le film est polyphasé avec la présence de la phase parasite pyrochlore non ferroélectrique. Cependant, le film PZT déposé sur le système STO/Si(001) est parfaitement épitaxié sous forme d’un film monocristallin. Afin de mesurer ses propriétés électriques, une couche de ruthenate de strontium conducteur SrRuO3 (SRO) déposée par ablation laser pulsé (PLD) a été utilisée comme l'électrode inférieure à cause de son excellente conductibilité et de sa structure cristalline pérovskite similaire à celle du PZT. Les caractérisations électriques sur des condensateurs Ru/PZT/SRO démontrent de très bonnes propriétés ferroélectriques avec présence de cycles d'hystérésis. Par ailleurs, le matériau relaxeur PMN-PT a aussi été épitaxié sur STO/Si comme l’a confirmé la diffraction des rayons X ainsi que la microscopie électronique en transmission (TEM). Ce film monocristallin est de la phase de perovskite sans présence de pyrochlore. En outre, une étude en transmission du rayonnement infrarouge au synchrotron a prouvé une transition de phase diffuse sur une large gamme de température, comme attendue dans le cas d’un relaxeur. L'autre intérêt d'avoir des films PZT monocristallins déposés sur silicium et SOI est de pouvoir utiliser les méthodes de structuration du silicium bien standardisées maintenant pour fabriquer les dispositifs MEMS. La mise au point d’un procédé de micro-structuration en salle blanche a permis de réaliser des cantilevers et des membranes afin de caractériser mécaniquement les couches piézoélectriques. Des déplacements par l'application d'une tension électrique ont ainsi pu être détectés par interférométrie. Finalement, cette caractérisation par interférométrie a été combinée avec une modélisation basée sur la méthode des éléments finis. Dans le futur, il sera nécessaire d’optimiser le procédé de microfabrication du dispositif MEMS afin d’en améliorer les performances électromécaniques. Enfin, des caractérisations au niveau du dispositif MEMS lui-même devront être développées en vue de leur utilisation dans de futures applicationsRecently, piezoelectric materials, like lead titanate zirconate Pb(ZrxTi1-x)O3 (PZT), zinc oxide ZnO, and the solid solution Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT), increasingly receive intensive studies because of their innovative applications in the microelectromechanical systems (MEMS). In order to integrate them on silicon substrate, several preliminaries must be taken into considerations, e.g. buffer layer, bottom electrode. In this thesis, piezoelectric films (PZT and PMN-PT) have been successfully epitaxially grown on silicon and SOI (silicon-on-insulator) in the form of single crystal by sol-gel process. In fact, recent studies show that single crystalline films seem to possess the superior properties than that of polycrystalline films, leading to an increase of the performance of MEMS devices. The first objective of this thesis was to realize the epitaxial growth of single crystalline film of piezoelectric materials on silicon. The use of a buffer layer of gadolinium oxide(Gd2O3) or strontium titanate (SrTiO3 or STO) deposited by molecular beam epitaxy (MBE) has been studied in detail to integrate epitaxial PZT and PMN-PT films on silicon. For Gd2O3/Si(111) system, the study of X-ray diffraction (XRD) on the growth of PZT film shows that the film is polycrystalline with coexistence of the nonferroelectric parasite phase, i.e. pyrochlore phase. On the other hand, the PZT film deposited on STO/Si(001) substrate is successfully epitaxially grown in the form of single crystalline film. In order to measure the electrical properties, a layer of strontium ruthenate (SrRuO3 or SRO) deposited by pulsed laser deposition (PLD) has been employed for bottom electrode due to its excellent conductivity and perovskite crystalline structure similar to that of PZT. The electrical characterization on Ru/PZT/SRO capacitors demonstrates good ferroelectric properties with the presence of hysteresis loop. Besides, the relaxor ferroelectric PMN-PT has been also epitaxially grown on STO/Si and confirmed by XRD and transmission electrical microscopy (TEM). This single crystalline film has the perovskite phase without the appearance of pyrochlore. Moreover, the study of infrared transmission using synchrotron radiation has proven a diffused phase transition over a large range of temperature, indicating a typical relaxor ferroelectric material. The other interesting in the single crystalline PZT films deposited on silicon and SOI is to employ them in the application of MEMS devices, where the standard silicon techniques are used. The microfabrication process performed in the cleanroom has permitted to realize cantilevers and membranes in order to mechanically characterize the piezoelectric layers. Mechanical deflection under the application of an electric voltage could be detected by interferometry. Eventually, this characterization by interferometry has been studied using the modeling based on finite element method and analytic method. In the future, it will be necessary to optimize the microfabrication process of MEMS devices based on single crystalline piezoelectric films in order to ameliorate the electromechanical performance. Finally, the characterizations at MEMS device level must be developed for their utilization in the future applications