Добірка наукової літератури з теми "Dopage par charge d'espace"

L'estimation des stocks de poissons que peut abriter un secteur de cours d'eau non pollué nécessite le calcul de sa capacité d'accueil en terme d'espace et de nourriture. Le premier volet a donné lieu aux Etats-Unis à la mise en place de modèles de comportement de différentes espèces de poissons en fonction de variables physiques et de modèles hydrauliques décrivant l'évolution temporelle de ces variables. Les hypothèses sous-jacentes sont discutées. Une modification du calcul de la perte de charge linéaire est préconisée pour le modèle hydraulique dans le cas des rivières à truites, et l'utilisation de méthodes multivariées est proposée pour décrire avec une meilleure fiabilité les relations entre densités de poissons et variables physiques des cours d'eau. Quelques cas d'application illustrent l'intérêt de cette démarche pour répondre à des questions posées par les gestionnaires, tant en matière de prévision des impacts piscicoles des aménagements que d'optimisation des repeuplements.

La transition supraconducteur-isolant en deux dimensions est une transition de phase quantique continue à la température du zéro absolu provoquée par des paramètres externes tels que le désordre, le champ magnétique ou la concentration de porteurs. De telles transitions ont été induites dans une variété de supraconducteurs bidimensionnels en ajustant différents paramètres externes et étudiées avec une analyse de renormalisation de taille finie. Il y a cependant assez peu d'uniformité dans les résultats car à la fois les systèmes supraconducteurs et les paramètres externes sont divers. Dans cette thèse, nous avons d'abord fabriqué des échantillons BSCCO-2212 d'épaisseur d'une cellule unité et de grande qualité avec la technique de collage anodique, une méthode originale d'exfoliation développée dans notre laboratoire pour préparer des cristaux 2D de haute qualité à partir de matériaux lamellaires massifs. Ensuite, nous avons provoqué la transition supraconducteur-isolant dans les échantillons fabriqués de Bi2.1Sr1.9CaCu2O8+x monocouche par dopage par charge d'espace, qui est une technique efficace de dopage électrostatique à effet de champ. Nous avons déterminé les paramètres critiques associés et développé un moyen fiable d'estimer le dopage dans la région non supraconductrice, un problème crucial et central dans ces matériaux. L'analyse par renormalisation de taille finie donne un dopage critique de 0,057 trous/Cu, une résistance critique de ~ 6.85 kOhm et un produit d'exposant critiques νz ~ 1,57. Ces résultats, ainsi que des travaux antérieurs sur d'autres matériaux, fournissent une image cohérente de la transition supraconducteur-isolant et de sa nature bosonique dans le régime sous-dopé de la supraconductivité émergente dans les supraconducteurs à haute température critique. Ensuite, dans la dernière partie de cette thèse, nous avons également étudié les effets de l'inhomogénéité et des fluctuations sur la transition supraconductrice à l'échelle mésoscopique et nanoscopique à la fois avec des simulations et des mesures de transport. L'utilisation d'un échantillon ultra-mince facilite également l'analyse sur deux fronts. Tout d'abord, en deux dimensions, les phénomènes de fluctuation liés à la transition supraconductrice sont exacerbés, facilitant l'analyse des changements de largeurs. Deuxièmement, les aspects liés à la percolation et au clustering peuvent être facilement simulés et comparés à des modèles analytiques. En particulier, les effets des fluctuations sur le côté surdopé et sous-dopé du diagramme de phase d'une monocouche de BSCCO-2212 sont discutés. Nous avons découvert que le régime de fluctuation dans la partie sous-dopée du diagramme de phase est fondamentalement différent de celui dans la partie où p > 0,19. Nous avons discuté du comportement possible des paires de Cooper liées à nos résultats expérimentaux, ainsi que d'une des théories pouvant l'expliquer (transition BEC-BCS)
The superconductor-insulator transition in two dimensions is a continuous quantum phase transition at absolute zero temperature driven by external parameters like disorder, magnetic field, or carrier concentration. Such transitions have been induced in a variety of two dimensional superconductors by tuning different external parameters and studied with a finite-size scaling analysis. There is however not much uniformity in the findings as both the superconducting systems and the tuning parameters are diverse. In this thesis, we first fabricated high quality of one unit-cell BSCCO-2212 samples with anodic bonding technique, an original method of exfoliation developed in our laboratory for preparing high quality 2D crystals from layered bulk materials. Then we revealed the superconductor-insulator transition in the fabricated one unit-cell Bi2.1Sr1.9CaCu2O8+x by space charge doping, which in an effective field effect electrostatic doping technique. We determined the related critical parameters and develop a reliable way to estimate doping in the non-superconducting region, a crucial and central problem in these materials. Finite-size scaling analysis yields a critical doping of 0.057 holes/Cu, a critical resistance of ~ 6.85 kΩ and a scaling exponent product νz ~ 1.57. These results, together with earlier work in other materials, provide a coherent picture of the superconductor-insulator transition and its bosonic nature in the underdoped regime of emerging superconductivity in high critical temperature superconductors. Then in the latter part of this thesis, we also investigated the effects of inhomogeneity and fluctuations on superconducting transition on mesoscopic and nanoscopic scale both with simulation and with simulations and with analysis of transport measurements. The use of an ultra-thin sample also facilitates analysis on two fronts. Firstly, in two dimensions fluctuation phenomena related to the superconducting transition are exacerbated, making the analysis of changes in widths easier. Secondly aspects related to percolation and clustering can be easily simulated and compared with analytical models. Especially, the effects of fluctuations on the overdoped and underdoped side of the phase diagram of one unit-cell BSCCO-2212 are discussed. We discovered that the fluctuation regime in the underdoped part of the phase diagram is fundamentally different from that in the part where p > 0.19. We discussed the possible behaviour of cooper pairs related to our experimental results, as well as one existing theoretical explanation (BEC-BCStransition)

Un certain nombre d'applications électrostatiques, notamment les dépoussiéreurs électrostatiques, mettent en oeuvre le phénomène de décharge couronne dans les gaz à partir d'électrodes ayant une forte courbure. Ces électrodes injectent des charges dans le gaz et la charge d'espace qui en résulte modifie la distribution du champ électrique. Le but de notre travail a été de développer un code numérique pour déterminer les distributions de champ électrique et de densité de charge dans la configuration lame-plan, la création de charge se faisant par effet couronne sur le bord de la lame.
Nous utilisons la méthode des éléments finis MEF pour résoudre l'équation de Poisson et la méthode des caractéristiques MC pour résoudre l'équation de conservation de la charge. Les deux équations couplées sont résolues par approximations successives en redéfinissant le maillage structuré à chaque itération pour éliminer la diffusion numérique. La redéfinition du maillage structuré est la partie la plus importante du travail. L'algorithme converge bien pour différentes distributions de la charge définies sur la lame injectrice. Les solutions numériques obtenues pour une loi d'injection imposée sur la lame plate donnent des résultats en très bon accord avec les mesures de densité de courant sur l'électrode plane d'un dispositif lame-plan.

Les propriétés électroniques du silicium amorphe hydrogène sont déterminés par la densité d’états dans la bande interdite. A partir de la méthode des courants limités par charge d’espace (CLCE) sous excitation lumineuse, nous avons pu déterminer cette densité d’états dans un domaine d’énergie situé au-dessus du niveau de Fermi. Nous avons obtenu une densité d’états exponentielle de température caractéristique de l’order de 1000k. Nous proposons une discussion sur la différence dans les pentes de densité d’états déterminées à partir de la méthode précédente, de la méthode CLCE à l’obscurité et à partir des mesures de photoconductivité. Dans une deuxième partie nous avons fait des mesures de rendement et du temps de réponse de la photoconductivité dans un large domaine de flux. La comparaison du rapport d’électrons piégés aux électrons libres obtenu expérimentalement avec le même rapport obtenu à partir d’un calcul a permis de montrer la validité des densités d’états obtenues par CLCE sous excitation lumineuse.

Dans ce travail, nous decrivons le principe des methodes deja utilisees afin de determiner les charges d'espace dans les materiaux isolant. Puis on presente en detail la plus recente technique a savoir la methode de l'onde thermique. Nous avons verifie la validite de cette methode numeriquement et experimentalement. Puis, nous l'avons utilisee pour determiner la densite des charges dans quatre materiaux polymeres isolants. La non-destructivite de cette methode a permis de suivre l'evolution des charges d'espace et des champs electriques en fonction du temps. Les echantillons etudies sont munis de plusieurs types d'electrodes pour voir l'effet de l'interface (electrode-isolant) sur le phenomene de stockage des charges dans ces materiaux. Nous avons ainsi estime la duree de l'evacuation des charges et leur mobilite

Les matériaux diélectriques sont utilisés dans le domaine de l'aérospatial pour assurer la régulation thermique des engins spatiaux. Ils sont soumis à un environnement chargeant composé de rayonnements ionisants tels que les électrons ou les protons. Un stockage de ces charges se produit dans le volume du matériau et engendre des dégradations et un vieillissement prématuré amenant à une perte de fiabilité globale du système qui doit être anticipée. Le but de ce travail de thèse a été d'évaluer la densité de charges d'espace injectées au sein d'un matériau diélectrique pendant une irradiation électronique afin de recréer partiellement l'environnement radiatif auquel il peut être soumis. Pour mener à bien ce projet, nous avons utilisé un dispositif expérimental basé sur la méthode Electro-Acoustique Pulsée (PEA) couramment utilisé dans le domaine du génie électrique. Nous avons développé une électrode de mesure innovante sans contact et circulaire permettant la mesure pendant irradiation électronique car les dispositifs expérimentaux précédents ne le permettaient pas. Ce type de mesures n'avait jamais été réalisé ailleurs auparavant, ce qui un vrai apport pour ce domaine d'étude car il permet de conserver l'échantillon dans une configuration proche de son utilisation finale. L'électrode est basé sur une ligne de transmission de type microstrip. Dont les caractéristiques géométriques ont été déterminées d'une part avec le logiciel Orcad PCB Editor, mais aussi avec le logiciel COMSOL Multiphysics. La validation expérimentale a été menée et les premières mesures réalisées dans l'enceinte d'irradiation MATSPACE du laboratoire ont permis de mettre en évidence le bon fonctionnement de l'électrode et de valider les résultats de simulation obtenus précédemment. Le traitement du signal a également été adapté pour cette nouvelle configuration. Une étude a ensuite été menée avec différentes énergies cinétiques (comprises entre 50 et 100 keV) et différentes densités de flux électronique (0.5 à 2 nA/cm2) pour la phase d'irradiation suivi d'une phase de relaxation (maintien de l'échantillon sous vide) afin de suivre la dynamique des charges d'espace implantées au sein du diélectrique. La représentation par cartographie de la quantité de charges injectées en volume permet de suivre aisément l'évolution de cette dernière en fonction du temps. Ce travail de thèse a permis d'atteindre les objectifs fixés concernant la réalisation de mesures pendant une irradiation électronique. Ce dispositif de caractérisation peut également être utilisé sur des films polymères issus du domaine du génie électrique, les conditions d'irradiation étant contrôlées. Dans un futur proche, ce prototype d'électrode pourra être associé à un capteur à haute résolution spatiale développé dans l'équipe pour un système encore plus performant
Dielectric materials are widely used in space industries to ensure the spacecrafts thermal regulation. Spacecrafts are submitted to charging environment made of ionizing rays as electrons and protons. These charges are trapped in the material bulk and cause degradations and premature ageing and a global loss of reliability which had to be anticipated. The aim of this work was to evaluate the injected space charges density in a dielectric material during an electronic irradiation in order to partially reproduce the radiative environment. To lead this study, we used an experimental set up based on Pulsed Electro Acoustic (PEA) Method commonly used in electrical engineering. We have developed a new ring and contactless excitation electrode allowing to perform measurements during an electronic irradiation because the previous experimental setups don't allow to realize measurements during an electronic irradiation. This kind of measurements are performed for the first time ever in scientific research which is a real innovation for this research field because it is possible to keep the dielectric sample under vacuum and to be near the space environment. The new electrode is based on a signal transmission line (microstrip). Its geometric characteristics have been determined with two softwares as Orcad PCB Editor and COMSOL Multiphysics. The experimental validation has been led and the first measurements are performed in the irradiation chamber called MATSPACE allowing to highlight the good working of this new electrode and to validate the simulation results previously obtained. Moreover, the signal treatment has been adapted for this new configuration. A study has been also led with several kinetic energies ( 50 to 10 keV) and with several electronic flux density ( 0.5 to 2 nA/cm2) for the irradiation step followed by a relaxation step ( the sample is kept under vacuum) in order to to follow the injection dynamic of the injected electrons in the sample bulk. The space charge cartography representation allow to easily follow the dynamic injection. This work enabled to reach the differents objectives concerning the realizatiion of the space charges measurements during an electronic irradiation. This characterization setup can be used with several dielectric material used in electrical engineering, irradiation conditions being controlled. In next futur, this electrode prototype could be coupled with a very thin piezoelectric sensor to improve the spatial resolution to lead to a high temporal and spatial measurements system

Les diélectriques solides sont les éléments constitutifs de base des isolants utilisés dans les composants ou les systèmes du génie électrique et de l'électronique de puissance. Principalement à cause des tendances à la miniaturisation, ces isolants sont soumis à des contraintes sans cesse croissantes (électriques, mécaniques et thermiques) qui peuvent dégrader ou induire un vieillissement prématuré des diélectriques. Ceci peut conduire à la défaillance ou à un claquage de la structure, phénomènes qui l'on doit prendre en compte et étudier. De manière plus précise, la charge globale stockée à l'intérieur du matériau diélectrique, généralement dénommée charge d'espace, est directement liée à ces processus de dégradation. Ainsi, il devient alors nécessaire d'analyser le comportement de la charge d'espace lorsque le matériau est contraint dans des conditions proches d'un environnement réel d'utilisation. Parmi les techniques existantes, la (F)LIMM est une méthode thermique dédiée à l'analyse de la charge d'espace dans des fines couches diélectriques (avec une épaisseur comprise entre 5µm et 50µm), avec la possibilité de réaliser des cartographies en 3-D lorsque le faisceau laser est focalisé à la surface de l'échantillon étudié. Les premières caractérisations par cette technique étaient liées à la détermination de la distribution de la charge d'espace dans des films minces qui avaient été préalablement soumis à un champ électrique continu, puis analysés hors tension (volt-off). Cette procédure dite " off-line ", et mise en œuvre pendant la dépolarisation de l'échantillon, est restée longtemps la seule façon d'analyser la charge d'espace. De nouveaux développements sont devenus nécessaires plus récemment pour apporter des réponses au domaine industriel pour lequel une caractérisation du comportement dans des conditions d'utilisation réelles faisait défaut. Dans ce but, une version " sous tension " ou " on-line " du banc expérimental (F)LIMM conventionnel a été développée. Ainsi, la mesure du courant (F)LIMM se réalise maintenant de manière simultanée à l'application d'un champ électrique continu externe sur l'échantillon. Outre la mesure in-situ et l'analyse sous tension, ces nouveaux développements présentent un avantage supplémentaire consistant en la possibilité d'évaluer et de calibrer les profils de température. Dans ce travail, les modifications expérimentales réalisées sur le banc test de mesure sont tout d'abord détaillées et validées. Puis, la procédure de calibration du model thermique proposé est expliquée et testée. Ainsi, la simulation les courants (F)LIMM devient possible et l'on constate une bonne adéquation avec les courants expérimentaux enregistrés. Enfin, quelques applications à des films polymères minces en PEN et en PP sont décrites. Les résultats obtenus prouvent alors que ces évolutions expérimentales et théoriques sont efficaces pour l'étude du comportement de la charge d'espace " sous tension "
Solid dielectrics are basic elements of most insulations used in devices or systems in electrical engineering or in power electronics. Mainly due to current trends in downsizing, these insulations being subjected to increasing stresses (electrical, mechanical or thermal) may degrade and age dielectrically. This may lead to failure and breakdown, which have to be addressed. More specifically, the global charge store inside the dielectric and generally called space charge is directly linked to these degradation processes. It is therefore necessary to analyze this space charge behavior when the material is at the same time stressed under conditions close to those of the real environment of use. Among many existing techniques, the (F)LIMM is a thermal wave method dedicated to the space charge analysis of thin dielectric films (with a thickness from 5µm to 50µm), with a possibility of 3-D cartographies when the beam is focused onto the sample under study. Its first characterizations were related to the determination of the space charge distribution in thin films that were first submitted to an external DC field and next analyzed in a volt-off way (no voltage applied). This off-line procedure remained the only way of space charge investigations for quite a while. New developments became necessary in order to provide answers to the industry for which a characterization close to the actual conditions of use was lacking. For this purpose, an on-line version of the conventional (F)LIMM set-up was developed. It allows a measurement of the (F)LIMM current when simultaneously a DC bias field is applied to the sample. This development presents, apart from allowing an in-situ and on-line analysis, another important advantage, namely the possibility for assessing or calibrating the temperature profile. In this work, the experimental modifications made to the measuring test rig are first detailed and validated. Then, the calibration procedure of the thermal model developed is explained and tested. As a consequence, the possibility of simulating the (F)LIMM currents is possible and shows a very good agreement with the experimental registered ones. Finally, some applications to PEN and PP polymer thin films are described and results got prove the efficiency of these new developments for space charge on-line investigation