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Dissertations / Theses on the topic 'Composés semi-conducteurs'
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Ben, Mahmoud Aroussi. "Ingénierie des défauts dans les matériaux semi-conducteurs II-VI : application aux semi-conducteurs photoréfractifs ZnCdTe:V et aux semi-conducteurs magnétiques ZnMnO et ZnCoO." Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066596.
Full textAbstract:
ZnCdTe et le ZnTMO (TM = métaux de transition 3d) sont des matériaux photoréfractifs et ferromagnétiques dont les propriétés sont liées à la présence de défauts. Nous avons étudié le rôle du dopant Vanadium dans ZnCdTe pour les propriétés photoréfractives. Nous avons également montré le rôle important d’un défauts intrinsèque, natif que nous attribuons à l’antisite de Te. Les propriétés magnétiques des couches minces de ZnMnO ont été étudiées pour des concentrations Mn (0. 01 < x < 0. 34). Nos résultats montrent clairement le caractère antiferromagnétique des interactions Mn-Mn. Ils contredisent les publications récentes d’un état ferromagnétique intrinsèque. Par contre, nous avons observé des faibles interactions ferromagnétiques dans des couches dopées à x = 0. 03, résultats interprétés dans un modèle de polaron magnétique. L’étude par spectroscopie RPE des couches ferromagnétiques de ZnCoO avec [Co] = 0. 25 nous a permis d’associer l’état FM à la présence des nanoclusters métalliquesBulk ZnCdTe crystals and ZnTMO (TM = 3d transition metal) thin films are promising photorefractive and magnetic materials respectively with defect mediated properties. We have studied the role of V doping for the properties of ZnCdTe and their modification by an intrinsic, native defect. The intrinsic defect previously attributed to the Te vacancy is assigned to a Te antisite. Recent predictions of high temperature ferromagnetism (FM) in ZnO:(Mn, Co) have been tested by EPR spectroscopy. Our results for n-type (1018cm−3) Zn1−xMnxO ( 0. 01< x < 0. 34 ) films grown by MOCVD show intrinsic AF interactions only. They contradict recent claims of intrinsic high temperature FM in this system. In the narrow concentration range x 0. 03, FM interactions have been observed and modelled by a magnetic polaron effect. The EPR study of ferromagnetic, highly doped ZnCoO films with [Co] = 0. 25 grown by PLD allows us to assign the FM to the presence of metallic nanoclusters apparently not detectable in XRD. Titre
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Savoyant, Adrien. "Anisotropie magnétique des semi-conducteurs II-VI dopés au manganèse." Aix-Marseille 3, 2010. http://www.theses.fr/2010AIX30021.
Full textAbstract:
Cette thèse est une étude théorique de l'anisotropie magnétique, ionique et d'échange, des Semi-conducteurs Magnétiques Dilués (DMS), des matériaux pour l'électronique de spin. Nous avons passé en revue les différentes approches, numériques et perturbatives, utilisées par le passé dans le calcul de l'anisotropie ionique des ion S de transition (Cr+, Mn2+, Fe3+) puis avons mis au point un modèle microscopique réaliste d'ion S dans un semi-conducteur II-VI, prenant en compte les interactions électrostatiques avec l'ensemble du cristal, l'hybridation des électrons 3d de l'ion S avec ceux des anions premiers voisins, l'interaction spin-orbite et la répulsion coulombienne dans la couche 3d|. Un hamiltonien réaliste pour les impuretés magnétiques Mn2+ a ainsi été établi et ses valeurs propres ont été calculées exactement par un code numérique en Fortran 95 et de manière approchée par théorie des perturbations à l'ordre 4. Nous avons ensuite appliqué notre modèle au cas des trois DMS II-VI dopés au manganèse de structure wurtzite, ZnO :Mn, CdS :Mn et CdSe :Mn. Nos résultats sont en bon accord avec les mesures RPE d'anisotropie ionique et une corrélation hybridation/déformation est suggérée. Nous nous sommes ensuite intéressés au superéchange antiferromagnétique entre ions magnétiques dans les isolants magnétiques. Un calcul perturbatifs à l'ordre 4 a permis de calculer les constantes de superéchange d'une paire d'ions Mn2+ dans les DMS II-VI. Les résultats sont en bon accord avec les mesures de marches d'aimantation et de diffusion inélastique de neutrons. Nous avons pu expliquer l'observation de deux constantes d'échange premiers voisins dans les DMS wurtzite par un processus d'échange bouclé ferromagnétique présent uniquement pour les paires hors du plan hexagonal. Nou avons ainsi précisé la règle de Goodenough-Kanamori pour les ions 3d5This thesis is a theoretical study of ionic and exchange magnetic amsetropyof Diluted Magnetic Semiconductors (DMS), materials for spintronics. We have checked the various numerical and analytical approaches undertook before in order to calculate the single ion anisotropy of S-state transition ions (Cr+, Mn2+, Fe3+), and then have developed a realistic microscopic model of an S ion in a II-VI semiconductor, taking in account the electrostatic interaction with the whole crystal, hybridization of S ion 3d electrons with those of the nearest neighbors, spin-orbit interaction and iallia. D Coulomb repulsion. A realistic Hamiltonian for Mn2+ magnetic impurities has then been written and its eigenvalues have been exactly obtained by a F95 numerical code and approximatively by fourth order perturbation theory. We then have applied our model to the three wurtzite II-VI DMS doped by manganese, ZnO :Mn, CdS :Mn et OdSe :Mn. Our results are in good agreement with the EPR measurements of ionic anisotropy and a correlation between hybridization and deformation is suggested. We then have been interested by the antiferromagnetic superexchange between magnetic ions in insulators. A fourth order perfurbation theory allowed us to calculate the superexchange constants of an Mn2+ pair in II-VI DMS. Results are in good agreements with Magnetization Step (MST) and Inelastic Neutron Scattering (INS) experiments. By the way, we have been able to explain the observation of two nearest neighbors exchange constants in wurtzite DMS by a ferromagnetic Ring Exchange process, only presents for out-of-(hexagonal) plane pairs. The Goodenough-Kanamori rule has then been precised for the 3d5 ions
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Benlarbi, Mouhssine. "Étude de composites conducteurs et semi-conducteurs : transducteurs électrochimiques pour biocapteurs." Thesis, Lyon 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LYO10074/document.
Full textAbstract:
Ce travail a permis dans un premier temps, l’élaboration de composites semi-conducteurs à base de nanoobjetspossédant des caractéristiques électrochimiques spécifiques en fonction du type d’inclusion (siliciumdopé N ou dopé P et oxydes métalliques, ZnO, SnO2, NiO). Ces composites ont permis d’obtenir avec succèsdes encres de sérigraphie présentant un comportement électrique semi-conducteur qui ont servi à laréalisation d’électrodes par dépôt sur divers supports et notamment des films plastiques souples. Lamodification chimique des supports réalisés a été étudiée en vue de pouvoir utiliser ce type de matériaucomme transducteurs électrochimiques en les intégrant dans des dispositifs de types capteurs et biocapteurs.Dans un second temps, un composite photostructurable conducteur a également été développé en se basantsur la technologie SU-8, et en y incluant des particules de graphite ou des nanoparticules de carbone noir.Ce photocomposite a été par la suite fonctionnalisé avec succès par des dérivés diazonium, tel que lebromobenzène diazonium ou le nitrobenzène diazonium dont les greffages ont été suivis par spectroscopied’impédance. Enfin, le greffage d’oligonucléotides via la chimie des sels d’aryldiazonium a également étéeffectué avec succès et utilisé pour la détection de séquences cibles à des concentrations de 100 pM à 200nMThe first part of this study report the development of semiconducting composites consisting ofsemiconducting nano-objects (N doped, P doped silicon or metals oxides, ZnO, SnO2, NiO) held together inan insulating polymeric matrix and exhibiting typical semiconductor impedance signals according to thecharge used and with clear differentiation between the two fundamental type of semiconductor, n-type and ptype.This new composites have been used as screen-printing ink. Electrodes on various substrates (PVC,glass) have been successfully prepared following this cost-effective method. Surface functionalization ofthese electrodes by chemicals compounds and biomolecules was studied using impedance spectroscopy andchemiluminescent detection in order to assess their integration as electrochemical transducers in sensorsand biosensors microdevices.The second part of this work consisted in photopatternable conductive composite elaboration using a simpleand straightforward route based on SU-8 epoxy-based negative photoresist matrix mixed with carbon filler.The electrodes, obtained by the classical photolithography method, and after an electrochemical pretreatment,exhibited very good electrochemical behaviors, opening the path to various electrochemicaldetections and grafting possibilities. Finally, the direct electrografting of biomolecules was demonstratedusing aniline modified oligonucleotide probes. The grafted probes were shown to be available for targethybridization and the material compatible with a chemiluminescent detection of the interactions between theimmobilized single stranded DNA and its complementary sequence in a 100 pM to 200 nM range
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Erades, Laurent. "Nanoparticules d'oxydes semi-conducteurs : synthèse, caractérisation et application à la détection sélective de gaz." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30031.
Full text
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Roquet, Sophie. "Semi-conducteurs organiques dérivés de systèmes conjugués bi et tridimensionnels : de la molécule au dispositif." Angers, 2005. http://www.theses.fr/2006ANGE0045.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la synthèse de différentes séries de systèmes conjugués bi et tridimensionnels afin d'aboutir à de nouvelles classes de matériaux semi-onducteurs organiques présentant des propriétés optiques et de transport de charge isotropes. Une première partie est consacrée à la synthèse de systèmes conjugués dérivés du 3,4-phénylénedioxythiophène afin d'aboutir à des polymères et oligomères solubles analogues du poly(3,4-éthylènedioxythiophène) mais dépourvus de carbones sp3. La plus large partie de ce travail décrit la synthèse de différentes séries de molécules de structure tridimensionnelle construites par fixation de systèmes conjugués linéaires sur un noeud central (silicium, carbone, phosphore et azote). Sur la base de l'analyse des propriétés électroniques et physico-chimiques de ces différentes classes de composés, les systèmes dérivés de la triphénylamine ont fait l'objet d'un travail de synthèse plus poussé et plusieurs de ces composés ont été utilisés comme matériau actif pour la réalisation de dispositifs organiques tels que transistors à effet de champ et cellules solairesThis work deals with the synthesis of different series of two and three-dimensional conjugated systems in order to lead to new classes of organic semiconductor materials with isotropic optical and charge transport properties. A first part is devoted to the synthesis of conjugated systems derived from 3,4-phenylenedioxythiophene in order to obtain soluble polymers and oligomers analogous to poly (3,4-ethylenedioxythiophene) but without sp3 carbons. The bulk of this work describes the synthesis of different series of molecules of three-dimensional structure built by fixing linear conjugated systems on a central node (silicon, carbon, phosphorus and nitrogen). On the basis of the analysis of the electronic and physicochemical properties of these different classes of compounds, the systems derived from triphenylamine have been the subject of a more advanced synthesis work and several of these compounds have been used as a material. Active for the realization of organic devices such as field effect transistors and solar cells
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Almoussawi, Batoul. "Semi-conducteurs innovants par ingénierie du band gap et manipulation anionique." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2018-2021), 2021. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/EDSMRE/2021/2021LILUR043.pdf.
Full textAbstract:
Les composés à anions mixtes peuvent permettre d'atteindre des structures et des propriétés inaccessibles dans le cas de phases mono-anionique, ce qui offre de nombreuses opportunités pour la recherche exploratoire de composés à anions mixtes fonctionnels. Un intérêt majeur de la présence d’anions multiples au sein d’une phase est l'ingénierie du band gap via les contributions des orbitales anioniques en haut de la bande de valence, permettant ainsi le contrôle de la structure électronique et des propriétés. De plus, les environnement hétéroleptiques autour d'un cation (entouré d'au moins deux types d'anions) permettent d'accentuer le caractère acentrique d'une entité structurale, et donc la polarité dans le cas d'un arrangement polaire par rapport à un analogue mono-anionique. Ces deux aspects combinés, c'est-à-dire l'ingénierie du band gap et le caractère acentrique local tous deux modulables avec plusieurs anions, sont puissants pour contrôler et exacerber diverses propriétés. Dans le but d'atteindre de tels environnements dans des phases innovantes à anions mixtes et d'étudier leurs propriétés physiques et chimiques, plusieurs séries de composés ont été formulées sur la base d’unités structurales à anions mixtes intéressantes et leurs synthèses ont été tentées. Dans ce travail, une grande variété de nouveaux systèmes sont présentés, y compris certains environnements peu répandus et propriétés remarquables : propriétés d’optique non linéaire, propriétés magnétiques et propriétés photoélectriques. Parmi ces composés, une grande série de nouveaux composés, dont Ba5(VO2S2)2(S2)2, caractérisés par des thiovanadates hétéroleptiques (VO2S2, VO3S, VOS3) et la présence de paires dichalcogénures sont décrits. À partir de ces éléments constitutifs, notre stratégie pour atteindre les phases polaires a été couronnée de succès avec l'un de ces composés présentant des propriétés d’optique non linéaires (SHG) intéressantes. Aussi, une série de phases polyvalentes halogénure-thiovanadates (halogénure = F, Cl et I) a également pu être développée et montre l'apparition d'un courant photoélectrique sous lumière visible. De plus, l’alignement des bandes calculées par rapport aux réactions d'évolution de H2 et O2 en fait des candidats potentiels pour la photocatalyse de l'eau sous lumière visible. D'autre part, le premier oxysulfure de type Fresnoite (polaire) aux propriétés SHG est également présenté. Enfin, des phases magnétiques ont également été développées comme le composé Ba10Fe7.75Zn5.25S18Si3O12 non centrosymétrique, avec des tétraèdres à anions mixtes (Fe/Zn)3O impliqués dans un cluster magnétique original qui forme l’unité structurale élémentaire. Ces séries de composés sont discutées en s’appuyant également sur des calculs DFT afin de fournir une compréhension de leurs relations structure-propriétés pour aider à concevoir davantage de matériaux à anions mixtes fonctionnelsMixed anions compounds may allow to reach structures and properties inaccessible in the case of single anion phases, which provide great opportunities for exploratory research of functional mixed anions compounds. One major interest of mixing anions in a phase is the band gap engineering by controlling the contribution of anionic orbitals at the top of the valence band, hence controlling the electronic structure and the properties. In addition, heteroleptic environments around a cation (directly surrounded by at least two types of anions) makes it possible to accentuate the acentric character of a structural entity, and therefore the polarity in the case of a polar arrangement comparing to a mono-anionic analogue. These two aspects combined, i.e. band gap engineering and local acentric character both reached with multiple anions, are powerful to control and exacerbate various properties. With the aim to reach such environments in innovative mixed anion phases and study their physical and chemical properties, several series of potential materials were formulated based on interesting mixed anion building blocks and their synthesis attempted. In this work, a wide variety of new systems are presented, including some unusual environments and properties: Non-linear optical properties, magnetic properties and photoelectric properties . Among these compounds, a large series of new compounds, including Ba5(VO2S2)2(S2)2, characterized by heteroleptic thiovanadates (VO2S2, VO3S, VOS3) and the presence of dichalcogenide pairs are described. From those building blocks, our strategy to reach polar phases was successful with one of those compounds showing interesting non-linear optical properties (SHG). Also, a series of versatile halide-thiovanadates phases (halide= F, Cl and I) could also be developed and proves the appearance of a photoelectric current under visible light. In addition, their calculated bands alignment with respect to H2 and O2 evolution reactions makes them potential candidates for photocatalysis of water-splitting under visible light. On another hand, the first Fresnoite oxysulfide (polar) with SHG properties is also presented. Finally, magnetic phases were also developed like the non-centrosymmetric Ba10Fe7.75Zn5.25S18Si3O12, with (Fe/Zn)3O mixed anion tetrahedra involved in an original large magnetic cluster as elementary block. Those series of compounds are discussed with combination of DFT calculations in order to deliver a comprehension of their structure-properties relationships to help further design functional mixed anion materials
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Couderc, Elsa. "Transport de charge dans des matériaux hybrides composés de polymères π -conjugués et de nanocristaux de semi-conducteurs." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00716390.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour but d'étudier le transport de charges pho- togénérées dans des matériaux hybrides composés de polymères π-conjugués et de nanocristaux de semi- conducteurs, conçus pour des applications en opto-électronique. La synthèse chimique permet d'obtenir des nanocristaux de CdSe à l'échelle du gramme ayant une faible polydispersité et des formes contrôlées (sphériques, branchées). Les ligands de surface des nanocristaux de CdSe sont échangés par de petites molécules (pyridine, éthanedithiol, phénylènediamine, butylamine, benzènedithiol) afin d'augmenter leur conductivité. L'échange de ligands modifie les niveaux énergétiques des nanocristaux, comme le montrent des études optiques et électrochimiques. Le poly(3-hexylthiophène) déposé sous forme de couches minces présente différents degrés de couplage intermoléculaire et de désordre énergétique selon la méthode de dépôt et le solvant utilisé. Dans les films hybrides, des mesures de diffraction de rayons X en incidence rasante montrent que la structuration cristalline de la matrice organique est modifiée par la présence des nanocristaux. Les mesures de Temps-de-Vol dans les couches hybrides montrent que les mobilités des trous et des électrons varient avec le contenu en nanocristaux, ainsi qu'avec leur forme et leurs ligands. De faibles fractions de nanocristaux provoquent une amélioration de la mobilité des trous, tandis que de plus grandes fractions la détériorent. Les mobilités électroniques sont soumises à une fraction-seuil, as- similable à un seuil de percolation. La fraction optimale de nanocristaux, du point de vue des mobilités des trous et des électrons, est de 36% en volume pour les nanocristaux sphériques avec les ligands de synthèse. Enfin, les simulations Monte-Carlo des courants transitoires photo-générés, dans un échantillon de poly(3-hexylthiophène) et dans un hybride, montrent d'une part que la distribution énergétique du poly(3-hexylthiophène) domine l'allure des courants simulés et d'autre part que les nanocristaux peuvent être assimilés à des sites difficilement accessibles du réseau cubique.
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Pagoaga, Bernard. "Synthèse de nouveaux matériaux semi-conducteurs dérivés du pérylène pour l'électronique organique." Thesis, Reims, 2012. http://www.theses.fr/2012REIMS020/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur l'étude de dérivés du pérylène-3,4:9,10-tétracarboxylique acide diimide comme semi-conducteurs pour l'électronique organique, et plus particulièrement pour la réalisation de transistors organiques à effet de champs. Les objectifs de ce travail sont la synthèse de dérivés du pérylène à l'aide entre autres de réactions d'halogénation ou de couplage de Suzuki-Miyaura, et la fabrication de transistors organiques à effet de champs. Dans un premier temps, une large gamme de dérivés du pérylène a été synthétisée et caractérisée. Des études spectroscopiques et électrochimiques ont pu être menées, notamment afin de déterminer les énergies des orbitales frontières de nos molécules. Puis dans un second temps, la réalisation de transistors organiques à effet de champs a été mise en oeuvre, en commençant par un gros travail d'optimisation des conditions de formulation des encres, de dépôt et de traitement du film. Puis ces transistors ont été caractérisés en mesurant les courants drain-source. Mots-clés : semi-conducteur, pérylène, transistor organique à effet de champs, couplage de Suzuki-Miyaura, impression jet d'encreThis study deals with the synthesis of perylene-3,4:9,10-tetracarboxylic acid bisimide derivatives and their use as semi-conductors for organic electronics, and more specifically for the realization of organic field-effect transistors. The goals of this study are the synthesis of perylene derivatives, using halogenation reactions or Suzuki-Miyaura coupling, and the fabrication of organic field-effect transistors.In the first part of the work, a wide variety of perylene derivatives has been obtained and fully characterized. Spectroscopic and electrochemical studies have been performed to determine energy levels of the frontier orbitals.In the second part, the making of organic field-effect transistors was realized, beginning with the research of optimal conditions for ink formulation, deposition and annealing of the film. Then those devices have been characterized by measuring the source-drain current.Keywords: semi-conductor, perylene, organic field-effect transistor, Suzuki-Miyaura coupling, ink jet printing
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Prioleau, Christel. "Effet tunnel photonique appliqué à la caractérisation des semi-conducteurs III-V et à la microconnexion." Montpellier 2, 1997. http://www.theses.fr/1997MON20075.
Full textAbstract:
La miniaturisation croissante des composants electroniques necessite le developpement de nouvelles techniques de caracterisation operationnelles en dessous du micrometre. Cet ouvrage est consacre a l'adaptation aux materiaux semi-conducteurs du microscope a effet tunnel photonique (pstm), et plus particulierement a l'etude du phenomene de capture du champ proche optique par les sondes des microscopes a force atomique (afm). Apres avoir presente le principe et les possibilites de cet outil, nous exposons differentes approches theoriques generalement utilisees pour modeliser son fonctionnement. Ensuite, nous decrivons l'ensemble des dispositifs de mesures mise en oeuvre pour etudier les proprietes optiques des sondes afm ; nitrure de silicium, silicium a levier piezoresistif. A partir des resultats experimentaux obtenus, nous montrons l'influence obtenus, nous montrons l'influence de plusieurs parametres sur le comportement du systeme. La forme de ces sondes et les conditions d'eclairage, orientation et polarisation du faisceau laser utilise, modifient sensiblement l'emission des photons captes sur la surface d'un echantillon. Afin d'expliquer ces observations, nous les interpretons en utilisant divers modeles theoriques. Les informations recueillies sont utiles a la realisation de nouveaux capteurs specifiques a la capture du champ proche optique. Ces capteurs sont indispensables a l'amelioration des performances d'un tel microscope.
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Boulouz, Abdellah. "Caractérisation de matériaux thermoélectriques à base de semi-conducteurs V2-VI3 déposés par MOCVD : Réalisation de micromodules Peltier et de capteurs thermoélectriques." Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20103.
Full textAbstract:
Ce memoire a pour but la fabrication et l'etude des capteurs thermoelectriques et des convertisseurs thermoelectriques a base de tellerures de bismuth et d'antimoine (composes binaires et ternaires). La technique choisie pour l'elaboration de ces materiaux thermoelectriques en couches minces est la mocvd. Apres une breve etude theorique sur les mecanismes de transports dans les semi-conducteurs et les differents parametres de la thermoelectricite ainsi que les effets thermoelectriques, les principales caracteristiques des tellerures de bismuth et d'antimoine sont presentees. Une mise au point sur le principe et la technique de depot de couches minces utilise est presentee. Les resultats de la croissance de ces couches en fonction de certain parametres, notamment la temperature de croissance, les pressions partielles de vapeur et leurs rapports sont presentes. Les caracterisations cristallines, morphologiques, electriques et thermoelectriques ont permis de maitriser la fabrication et la composition des couches et de cerner les meilleurs conditions pour obtenir des echantillons de tres bonne qualite. Ce travail termine en utilisant ces materiaux pour la realisation des convertisseurs thermoelectriques (micromodules peltier) et les capteurs thermoelectriques (capteurs de gaz et de pression). Ces dispositifs thermoelectriques ont ete elabores a partir du binaire bi 2te 3 (type n) et le ternaire (bi 1 xsb x) 2te 3 (type p) sur kapton.
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Dehaese, Olivier. "Contribution à l'étude d'interfaces de semi-conducteurs III-V par spectroscopies de photoélectrons : cas de l'interface GaAs-GaInP." Lille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LIL10099.
Full textAbstract:
Nous avons choisi d'étudier l'interface GaInP/GaAs obtenue par épitaxie par jets moléculaires (EJM) a sources gaz comme modèle d'interfaces entre semi-conducteurs III-V différant par les anions et les cations. Pour caractériser cette interface nous avons principalement utilise une méthode d'analyse angulaire en spectroscopie de photoélectrons induits par rayons x. Pour les cations, un échange entre atomes a la surface en cours de croissance induit une ségrégation de l'élément III le moins lie. Ce mécanisme est régi par les conditions de croissance comme le montre le modèle cinétique d'échange que nous avons élabore et comme le confirme l'étude XPS de l'interface GaAs sur Ga0. 8In0. 2As. Pour les anions, la plupart des études ont mis en évidence l'existence d'interdiffusion sans séparer les effets intrinsèques aux matériaux de ceux lies au dispositif expérimental. L'analyse angulaire en XPS permet par sa sensibilité chimique de déterminer des profils de concentration aux interfaces lorsqu'elles sont peu enterrées. Un mélange des gaz (arsine et phosphine) dans le cracker et la ligne d'évent induit l'incorporation d'un excès d'as dans GaInP déposé sur GaAs et entretient un mécanisme de ségrégation de l'arsenic par rapport au phosphoreUne tres longue interruption de croissance a l'interface élimine le mélange. L'interface GaInP sur GaAs est alors quasiment abrupte dans la limite d'une faible ségrégation de l'arsenic. La faiblesse des effets intrinsèques est confirmée par la dégradation lente d'une surface de GaAs sous un flux de phosphore a 500 °C. Il faut plusieurs minutes pour former une couche contrainte de 4 a 5 monocouches de GaAsp. Il apparaît alors une rugosité de surface avec le développement de facettes. Enfin nos premiers résultats sur l'interface GaAs sur GaInP suggèrent une modulation d'épaisseur a longue échelle de la couche superficielle. L'existence et le rôle d'un mélange des gaz entraînant l'incorporation de phosphore dans GaAs restent a déterminer
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Benhida, Abdelnajid. "Etude de l'interaction d'échange entre ions magnétiques et électrons de bandes au centre de la zone de Brillouin dans les semi-conducteurs semi-magnétiques CD#1##XMN#XTE, ZN#1##XMN#XTE ET HG#ZCD#XMN#YTE." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20131.
Full textAbstract:
L'etude de l'eclatement zeeman par des mesures magneto-optiques, et l'aimantation en fonction de la temperature dans les semiconducteurs semimagnetiques cd#1##xmn#xte et zn#1##xmn#xte a permis de mettre en evidence une forte decroissance des inegalites d'echange (-) lorsque t decrit pour 1. 8
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Parrochon, Johann. "Supervision de la pression des effluents gazeux dans des équipements semi-conducteurs sous vide." Chambéry, 2005. http://www.theses.fr/2005CHAMS007.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l'amélioration d'équipements pour l'industrie de la microélectronique ; les éléments concernés sont des pompes à vide fabriquées par ADIXEN. Deux sujets ont été abordés, qui ont en commun l'utilisation d'une pompe en vitesse variable : a) la maîtrise de la qualité lors de la fabrication des circuits intégrés, par la régulation de pression dans les chambres de procédés, b) le recyclage du gaz fluoré utilisé pour le nettoyage des chambres de dépôt d'oxyde de silicium. Le premier sujet concerne la régulation de pression par variations de la vitesse de pompe, par opposition à la solution standard de régulation par mouvements mécaniques d'une vanne. Nous avons cherché à rendre la régulation par vitesse variable adaptable à tout type d'équipement et de procédé client, en systématisant la procédure d'identification du comportement dynamique de la pression, puis en l'exploitant pour modéliser l'équipement. L'identification détermine un modèle linéaire local au moyen et de Séries Binaires Aléatoires exploitées par la fonction Box-Jenkins de Matlab. La modélisation globale s'appuie sur la Méthode des Plans d'Expériences, ce qui permet d'étudier un grand nombre de paramètres et variables d'action ayant un éventuel effet sur la dynamique de la pression, et de concevoir une procédure d'adaptation du modèle aux équipements clients. Le second sujet vise à réaliser un dispositif de recyclage du gaz fluoré servant au nettoyage des chambres de dépôt de SiO2. En effet, on estime à plus de 80% la part de fluor inutilisée lors des réactions chimiques, et donc perdue. L'idée consiste à récupérer cette part en sortie de chambre pour l'y réinjecter, après avoir extrait du flux gazeux les espèces indésirables. La difficulté réside dans la dangerosité des gaz, qui nécessite le maintien d'une pression aussi basse que possible, sans empêcher le contrôle du flux, indispensable pour approcher les conditions d'un nettoyage standardThis work aims at improving equipments used for the microelectronics ; in this case, vacuum pumps manufactured by ADIXEN. Two subjects, which are both related to the use of a variable speed pump, have been studied: a) quality management during the fabrication of integrated circuits, by means of the process chamber pressure regulation, b) recycling of the fluorine gag used for the cleaning of Silicon Oxyde deposition chambers. The first subject deals with pressure regulation by variations in the pump speed, in contrast to the standard way of the regulation by mechanical movements of a valve. We tried to make the variable speed regulation adaptable to every kind of equipment and customer process, by systematising the identification procedure of the pressure dynamical behaviour, and use this procedure to model the whole system. The identification determines a local linear model by means of Random Binary Series, used with the Matlab's Box-Jenkins function. The global modelling relies on the Design of Experiments Method, which enables us to study a large amount of parameters and action variables, expected to have an impact on the pressure dynamics, and thereafter create a procedure to adapt the model to any customer equipment. The second subject aims at making a fluorine gag recycling system, dedicated to the SiO2 deposition chamber clean. Actually, more than 80% of the cleaning species are not being used during the cleaning, and hence are lost. The idea is to rècover this unused part at the chamber exhaust, and inject it back into the chamber, after trapping the chemical reaction by-products. This is a difficult task because as fluorine is a dangerous gag, we had to make the system such as to keep the pressure as low as possible, without preventing the flow control which is essential to match the clean standard conditions
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Boiton, Philippe. "Etude du procédé Bridgman vertical appliqué à la croissance de monocristaux semi-conducteurs III-V "grand diamètre"." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20050.
Full textAbstract:
L'elaboration par la methode bridgman vertical de monocristaux semi-conducteurs de gasb et de gainsb de diametre 45 mm, a ete etudiee. Cette these aborde principalement la qualite structurale (densite de dislocations, macles, nucleations parasites) de ces cristaux. Un important travail experimental a ete effectue (mise au point d'un procede) et, afin d'interpreter les resultats experimentaux, des simulations numeriques (echanges thermiques, forme de l'interface liquide-solide, etat de contraintes) ont egalement ete mises en uvre. Il s'avere que l'adhesion entre le cristal et le creuset est a l'origine de l'augmentation de la densite de dislocations avec la hauteur solidifiee. Ce mecanisme peut aboutir dans certains cas a une croissance polycristalline. L'encapsulation du semi-conducteur par un liquide pendant la croissance et une partie du refroidissement, permet de supprimer la deterioration de la qualite structurale en fonction de la distance a la reprise sur germe (methode le-vb). Par exemple, l'utilisation de l'eutectique licl-kcl conjointement a celle d'un creuset en silice, permet d'obtenir des densites de dislocations de l'ordre de 1000 par centimetre carre, n'augmentant pas avec la hauteur solidifiee. L'emploi de creusets rugueux limite le contact entre le creuset et le cristal, mais nos resultats experimentaux montrent que dans ce cas, les risques de nucleations parasites et donc de croissance polycristalline sont importants. Des etudes parametriques portant sur la courbure de l'interface liquide-solide et l'etat de contraintes dans l'echantillon, ont d'autre part ete realisees au moyen de simulations numeriques
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Borniol, Mervyn de. "Photosensibilisation d'oxydes semi-conducteurs par des dérivés organostanniques du pérylène -3,4-dicarboximideApplication à la conversion photovoltaïque." Bordeaux 1, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR13310.
Full textAbstract:
Le but de ce travail a été la réalisation de cellules photoélectrochimiques de type "Grätzel" à base de dioxyde d'étain photosensibilisé par des dérivés organostanniques du pérylène-3,4-decarboximide, réalisant la conversion photovoltaïque. Ces chromophores ont été obtenus par une synthèse convergente en plusieurs étapes, l'étape clef consistant en un couplage de type Stille entre un dérivé du pérylène et un oméga-iodoalkyl- ou 4-bromophenyl-tricyclohexylétain. Les études physico-chimiques réalisées en solution sur ces nouveaux colorants ont montré qu'ils possédaint les propriétés photochimiques et électrochimiques requises pour photosensibiliser des oxdes semi-conducteurs. Par ailleurs, des films nanoporeux et nanocristallins de dioxyde d'étain d'épaisseur contrôlée ont été élaborés sur substrats conducteurs par différentes techniques à partir de suspension colloïdales de nanaoparticules de SnO2, une étude approfondie de la texture, de la structure et de la morphologie de ces couches ayant permis de sélectionner celles les plus appropriées pour la conversion photovoltaïque. Ces dernières ont ensuite été modifiées chimiquement en surface par les chromophores synthétisés puis l'aptitude des cellules ainsi réalisées à convertir la lumière en électricité a été évaluée. Le meilleur système a permis d'atteindre des rendements de conversion énergétique de l'ordre de 0,3 %.
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Noun, Wafaa. "Magnétisme et transport dans des films minces d'oxydes magnétiques hors stœchiométrie : une nouvelle voie vers les semi-conducteurs magnétiques ?" Versailles-St Quentin en Yvelines, 2009. http://www.theses.fr/2009VERS0019.
Full textAbstract:
Cette thèse est dédiée à l’élaboration et à l’étude de propriétés physiques des nouveaux matériaux semi-conducteurs magnétiques, pour des applications dans le domaine de spintronique. Le but est de transformer un oxyde magnétique isolant en semi-conducteur tout en conservant ses propriétés magnétiques. En jouant seulement sur la stœchiométrie, on va créer des lacunes d’oxygène ou des lacunes cationiques qui se traduisent par un changement de type de porteurs vers "n" ou "p". Les films minces hors stœchiométrie sont préparés par la méthode d’ablation laser. Cette thèse rassemble une série de travaux sur trois matériaux de propriétés différentes : (i) étude in-situ et sans contact des propriétés optiques et électriques de nikelate de lantane LaNiO3±δ (LNO), utilisé comme électrode de base pour étudier les propriétés électriques dans des films magnétiques isolants ou semi-conducteurs ; (ii) étude de l’effet de la variation de la pression d’oxygène sur les propriétés physiques du grenat d’yttrium fer Y3Fe5O12±δ (YIG) et de l’orthoferrite d’yttrium fer YFeO3±δ (YFO). Ce dernier était également dopé par Zr4+ et Cu2+ pour réaliser un semi-conducteur magnétique de type "n" et "p" respectivementThis thesis is dedicated to the development of new magnetic semiconductor materials for applications in the field of spintronics. The ultimate goal is to transform an insulating magnetic oxide into semiconductor while preserving its magnetic properties. In the present work it is shown that turning material stoichiometry, it is possible to create oxygen or cation vacancies in material which result in a change of carriers type into "n" or "p". Non-stoichiometric thin films are prepared by pulsed laser deposition. This thesis summarises research on three materials with different properties: (i) study in-situ and without contact of the optical and electric properties of lanthanum nikelate LaNiO3±δ (LNO), used as a basic electrode to investigate the electric properties in insulating or semiconductor magnetic films; (ii) study of the influence of the oxygen pressure variation on the physical properties of the yttrium iron garnet Y3Fe5O12±δ (YIG) and of the yttrium iron orthoferrite YFeO3±δ (YFO). The latter was also doped by Zr and Cu to realize a magnetic semiconductor of "n" and "p" type respectively
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Teppe, Frédéric. "Dynamique de spin dans des hétérostructures de semi-conducteurs II-VI magnétiques et non-magnétiques étudiée par effet Kerr magnéto-optique résolu en temps." Montpellier 2, 2003. http://www.theses.fr/2003MON20157.
Full text
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Dhellemmes, Sébastien. "Contribution à l'étude de l'épitaxie par jets moléculaires à grande échelle de semi-conducteurs phosphorés." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00087202.
Full textAbstract:
La montée en fréquence des composants renforce l'intérêt pour les semi-conducteurs phosphorés. Le développement des cellules à source solide de phosphore avec vanne et craqueur permet d'envisager des perspectives industrielles pour l'Epitaxie par Jets Moléculaires (EJM), face à la concurrence du dépôt chimique en phase vapeur. C'est l'objectif du laboratoire commun P-Taxy entre Riber et l'IEMN, au sein duquel s'est déroulée cette thèse.Plusieurs aspects de l'EJM de composés phosphorés ont été étudiés dans un bâti de grand volume. Les interfaces phosphures sur arséniures ont été caractérisées au moyen d'une structure HEMT sensible à la qualité de l'interface. Les propriétés électriques de ces structures sont comparables à celles mesurées sur des couches élaborées dans un bâti d'EJM de recherche. L'effet mémoire du bâti est faible, et des interfaces de bonne qualité peuvent être obtenues pour des arrêts de croissance courts voire nuls. Le fort dopage « p » de l'InGaAs, point important de la réalisation des transistors bipolaires à hétérojonction, a été réalisé au moyen d'une source de CBr4. La diffusion des dopants est faible et la jonction p-n obtenue est proche de l'idéalité.
Les flux de cellules d'EJM ont été modélisés par la méthode de Monte Carlo. Les cellules coniques permettent d'obtenir une bonne uniformité avec des variations inférieures à +/- 1% sur l'ensemble du plateau porte-substrats mais souffrent d'une chute rapide du flux lorsque le remplissage diminue. Les cellules cylindriques munies d'un insert permettent d'atteindre une bonne stabilité du flux en intensité mais le flux devient plus directif à mesure que le niveau baisse.
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Mallet, Charlotte. "Nouveaux semi-conducteurs organiques à base de motifs furylène-vinylènes ou de systèmes condensés dérivés du benzofurane et du benzothiénothiophène." Phd thesis, Université d'Angers, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00575889.
Full textAbstract:
Les propriétés électroniques spécifiques des systèmes conjugués a permis l'essor de l'électronique plastique depuis une quinzaine d'années. Les semi-conducteurs organiques sont de plus en plus recherchés pour l'élaboration de composants opto-électroniques. D'autre part, le contexte économique et écologique de notre société oblige la recherche à se tourner vers des procédés plus propres et à utiliser si possible des matières premières renouvelables. Nous nous sommes intéressés à l'utilisation du furane obtenu à partir de la biomasse pour la synthèse de nouveaux semi-conducteurs. La première partie de ce travail décrit la synthèse et la caractérisation de systèmes conjugués dérivés du furylène-vinylène, synthons obtenus facilement à partir de 5-htdroxyméthyl-2-furaldéhyde ou de furaldéhyde. Les propriétés électroniques des matériaux et leurs propriétés de semi-conducteurs dans les transistors organiques à effet de champs sont comparés à leurs homologue thiophéniques. La deuxième partie est consacrée à la synthèse de nouveaux oligomères terminés par des systèmes condensés du type benzofurane ou benzothiénothiophène. Une première série d'oligomères conçue pour leur insertion comme semi-conducteurs dans des OFETs, a été élaborée avec des espaceurs de types furane ou thiophène. Une deuxième série de molécules ciblées pour l'élaboration de systèmes à faible GAP de type donneur-accepteur utilise le motif 3-alcoxy-4-cyanothiophène comme espaceur.
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Bouchet, Stéphanie. "Contribution à l'étude de la croissance par transport en phase gazeuse des semi-conducteurs Pb0,8Sn0,2Te et GaAs dans un environnement de gravité réduite : expériences MF095 du programme Eureca-1 : aspects thermodynamique et hydrodynamique." Bordeaux 1, 1993. http://www.theses.fr/1993BOR10549.
Full textAbstract:
En vue de la modelisation des mecanismes de croissance, la conception, la preparation et l'integration des experiences spatiales ont ete menees. Elles consistent dans le transport physique en phase vapeur du tertiaire pb0,8sn0,2te et du transport chimique en phase vapeur de l'arseniure de gallium sur une demi-sphere monocristalline de gaas avec le melange 3% hcl+h2, en tube ferme. L'utilisation des donnees de vol a montre que les experiences se sont parfaitement bien deroulees. Une etude thermodynamique nous a donne les pressions partielles des principales especes gazeuses et des flux de masse theorique en regime diffusif. La diffraction en retour de laue et la microscopie electronique ont permis l'identification et l'orientation cristallographique de chaque facette, et la determination du taux de croissance suivant les differentes orientations. La spectroscopie raman a mis en evidence l'influence d'un dopant de type n pendant la croissance de gaas. L'etude hydrodynamique dans un environnement d'hypergravite a donne une representation des courants dans un domaine centrifuge au sein des ampoules de croissance
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Scidone, Lionel. "Contributions à la synthèse par voie de films de type Bi2Te3." Metz, 2006. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2006/Scidone.Lionel.SMZ0626.pdf.
Full textAbstract:
Le Tellurure de bismuth et les ternaires proches de cette structure développent des propriétés thermoélectriques optimales dans la gamme des températures ambiantes laissant supposer de nombreuses applications dans le domaine du transfert de chaleur ou de génération thermique directe d’électricité. Le travail développé s’est attaché à une nouvelle voie de synthèse de ce matériau, celle de l’action de différents réducteurs chimiques solubles ou métalliques sur des solutions sources de BiIII et TeIV en milieu nitrique. Si les réducteurs solubles testés ne s’avèrent pas performants, il apparaît au contraire que la formation de films de Bi2Te3 peut être obtenue par déplacement par de nombreux métaux notamment Ni, Bi, Sn, Pb, Fe, Zn. Un mode de synthèse performant a été défini en engageant le nickel soit sous forme massive soit sous forme de films. Des revêtements monophasés, homogènes et cohérents sont obtenus avec des épaisseurs de 5 µm pour une immersion de 2 h dans la solution source. Des films minces de 160 nm ont été également réalisés à partir de la conversion totale de 100 nm de nickel déposé sur une lame de verre. Ces pré-films thermoélectriques se prêtent alors à un développement complémentaire par électrochimie. De cette manière, il a été mis en place les éléments d’un premier dispositif démontrant, sur 2 jonctions p-n, un pouvoir thermoélectrique de 700 µV. K-1. Ce travail ouvre une nouvelle voie pour l’élaboration simple et peu onéreuse de modules thermoélectriquesThe Bismuth Telluride and the ternary derivative compounds develop optimal thermoelectric properties in the range of the ambient temperatures leading to many applications in the field of the transfer of heat or direct thermal generation of electricity. A new way of synthesis of this material was based on the action of various soluble or metal reducing agents on solutions sources of BiIII and TeIV in nitric medium. If the soluble reducers tested do not prove their efficacity, it appeared on the contrary that the film formation of Bi2Te3 can be obtained by displacement by many metals in particular Ni, Bi, Sn, Pb, Fe, Zn. A powerful mode of synthesis was defined by engaging nickel either in massive form or in the form of films. Single-phase, homogeneous and coherent coatings were obtained with a thickness of 5 µm for an immersion of 2 hours in the solution source. Thin films of 160 nm were also carried out starting from the total conversion of 100 nm nickel deposited in a glass substrate. These thermoelectric pre-films lend themselves then to a complementary development by electrochemistry. In this manner, it was set up the elements of a first experimental device, on 2 junctions p-n, a thermoelectric capacity of 700 µV. K-1. This work opens a new way for the simple and not very expensive development of thermoelectric modules
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Bramerie, Laurent. "Étude de la régénération optique dans les systèmes de transmissions à très haut débit." Rennes 1, 2004. http://www.theses.fr/2004REN1E004.
Full textAbstract:
Nous présentons dans ce rapport de thèse plusieurs études relatives à l'amélioration des signaux optiques d' information numérique dans les systèmes de télécommunications à très haut débit. La première partie du travail de cette thèse porte sur la caractérisation de régénérateurs optiques à l'aide d'un émetteur et récepteur à 10Gbit/s. Un modèle numérique a été développé pour comprendre l'évolution de différents paramètres comme le taux d'erreurs binaires (TEB), le facteur de qualité et la densité de probabilité de la puissance optique à travers un régénérateur optique. Ce modèle a été comparé à des résultats expérimentaux obtenus à l'aide de régénérateurs optiques. La deuxième partie traite de la caractérisation de régénérateurs optiques dans une ligne de transmission. Une étude numérique a permis de comprendre l'évolution du TEB avec le nombre de passages dans le régénérateur. Pour la première fois, une étude expérimentale d'un régénérateur optique 3R testé en boucle à recirculation à 10Gbit/ s a permis de montrer que le TEB évolue linéairement avec le nombre de passage dans le régénérateur. Ce résultat a été également observé avec un régénérateur optique-électronique-optique. Le modèle numérique développé au cours de cette thèse a permis d'évaluer la capacité d'un régénérateur 3R à améliorer la performance d'un système de télécommunication et comprendre l'impact des paramètres de sa fonction de transmission sur l'évolution du TEB. Enfin, il est montré expérimentalement que l'utilisation de la mesure classique du facteur Q n'est pas adaptée au cours des liaisons optiques régénérées.
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Hao, Junjie. "Revisiter la chiralité induite et la photodéposition d'or sur des semi-conducteurs CdSe/CdS possédant différentes morphologies contrôlées." Thesis, Bordeaux, 2020. http://www.theses.fr/2020BORD0186.
Full textAbstract:
Des morphologies contrôlées de nanocristaux de semi-conducteurs II – VI traditionnels à base de cadmium (NCs) sont présentées. Différentes morphologies peuvent être obtenues en utilisant le processus d'extraction et de purification à la tri-n-octylphosphine (TOP), tels que les nanodots, les nanofleurs, les têtards, les bâtonnets (dot-in-rods) et les tétrapodes. Les objets appelés CdSe/CdS (DRs) ont été spécifiquement choisis pour la poursuite de l'étude sur la chiralité et la photodéposition en raison de leur chiralité potentielle induite par le ligand et de leurs performances catalytiques. Le mécanisme de transmission chirale induite par un ligand a été étudié par un procédé top-down de gravure de domaine sélectif. Les résultats ont montré que lors de la comparaison des signaux de chiralité d'une nanoparticule individuelle, la couche de coquille avait un impact négatif sur la chiralité du premier pic d'exciton, mais une corrélation positive sur la chiralité d'absorption de la coquille. Nous présentons pour la première fois les signaux de luminescence à polarisation circulaire (CPL) de chiralité induite dans des nanoplaquettes deCdSe / CdS (NPL) synthétisées par une approche en une étape. La chiralité des nanocristaux semi-conducteurs de morphologies différentes induite par le ligand est étudiée plus en détail, et les activités de dichroïsme circulaire (CD) et de CPL observées sont étroitement associées aux caractères géométriques des nanostructures tels que l'épaisseur de la coque et le rapport d'aspect des NR CdSe/CdS . Enfin, le mécanisme de croissance par photodéposition induite par laser de nanocristaux d'or sur des bâtonnets préformés de CdSe/CdS (DRs) est abordé. Les nanoparticules HNPs Au-CdSe/CdS sont obtenues en utilisant une lumière laser bleue. Les effets du capteur de trous pour la synthèse des HNPs à pointe unique sont étudiés en profondeur pour la première fois. De plus, d'autres paramètres sont également étudiés, tels que l'intensité d'irradiation, le temps de dépôt, le rapport Au / DRs, etc. Nos résultats sont en bon accord avec un modèle développé pour la croissance d'un seul nanocristal Au en surface du DRControlled morphologies of traditional cadmium-based II–VI semiconductor nanocrystals (NCs) are presented. Different morphologies can be achieved by using the tri-n-octylphosphine (TOP) extraction and purification process, such as nanodots, nanoflowers, tadpoles, dot-in-rods and tetrapods. CdSe/CdS dot-in-rods (DRs) were specifically chosen for the further study on chirality and photodeposition due to its potential ligand-induced chirality and catalytic performances. The mechanism of ligand-induced chiral transmission was studied by the top-down selective domain etching process. The results showed that when comparing the chirality signals of an individual nanoparticle, the shell layer had a negative correlation with the first exciton peak chirality, but positive correlation with the shell absorption chirality. We present the induced chirality circularly polarized luminescence (CPL) signals in CdSe/CdS nanoplates (NPLs) synthesized by a one-pot approach for the first time. The ligand induced chirality of semiconductor nanocrystals with different morphologies are further studied, and the observed circular dichroism (CD) and CPL activities are closely associated to the geometrical characters of the nanostructures such as the shell thickness and the aspect ratio of the CdSe/CdS Tadpoles. Finally, the laser-induced photodeposition growth mechanism of gold nanocrystals onto preformed CdSe@CdS dot-in-rods (DRs) is presented. The hybrid NPs (HNPs) Au-CdSe/CdS are achieved by using a blue-laser light. The effects of the hole scavenger for the synthesis of single-tipped HNPs are studied deeply for the first time. Additionally, other parameters are also studied, such as the irradiation intensity, the deposition time, the Au/DRs ratio and so on. Our results compare quite well with a model developed for the growth of single Au nanocrystal
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Valdenaire, Alix. "Étude de l’insertion de dopants dans des nano-objets semi-conducteurs du groupe IV : de l’hyperdopage aux alliages lamellaires." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0308.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse concerne l'étude des propriétés structurales et optiques de multicouches de SiO/SiO₂ dopées au phosphore et de couches minces de SiP et de GeP préparées par évaporation sous ultravide. Après recuit, la formation de nc-Si est observée dans les multicouches SiO/SiO₂ dopées avec du phosphore. Le phosphore est localisé principalement dans les nc-Si avec des concentrations pouvant atteindre 10 at.%, bien supérieures à la limite de solubilité du phosphore dans le Si massif. Une résonance de plasmons de surface localisés est mise en évidence dans le moyen infrarouge. Sa position peut être ajustée en variant la concentration de phosphore. Des simulations basées sur la théorie de Mie ont permis de déterminer le taux d'activation qui est voisin de 5% et la mobilité des porteurs qui est de l'ordre de 23,5 cm²V⁻¹s⁻¹. Afin d'empêcher la désorption et la diffusion du phosphore dans le substrat de silicium, la couche mince de Si:P est déposée entre deux couches de SiO₂ d'épaisseur 20 nm. La formation du composé SiP est observée après recuit à des températures supérieures à 950°C. Celui-ci cristallise dans une structure orthorhombique de groupe d'espace Cmc2₁. Les couches minces sont constituées de grains de SiP de taille voisines du micron qui coexistent avec des grains de silicium contenant 1 à 2% de phosphore. La structure lamellaire du SiP a été mise en évidence. Les premiers essais d'exfoliation en phase liquide ont été réalisés après décapage de la couche superficielle de SiO₂ et du silicium dopé. Il est montré qu'il est possible de détacher des morceaux de SiP du substrat de Si. Le composé GeP, qui est obtenu après recuit à 500°C, cristallise dans une structure monoclinique de groupe d'espace C2/m. Les couches minces sont constituées principalement de grains de GeP qui coexistent avec de plus petits grains de Ge présents au voisinage de la surface. Comme pour le SiP, le GeP est bien lamellaire et l'exfoliation en phase liquide conduit à détacher des morceaux de GeP du substratThis thesis concerns the study of the structural and optical properties in P-doped SiO/ SiO₂ multilayers and thin layers of SiP and GeP. They are prepared by evaporation under ultrahigh vacuum. After annealing, Si nanocrystals formation is observed in P-doped SiO/ SiO₂ multilayers. P atoms are mainly located in Si nanocrystals’ core with concentrations reaching up to 10 at.%, i.e. well beyond the solid solubility limit of P in bulk Si. Infrared absorption measurements give evidence of a localized surface plasmon resonance. The variation of phosphorus concentration allows to tune its position. Simulations, based on the Mie theory, permit to determine both the free charge carrier density, from which a dopant activation rate of about 5% is obtained, as well as the mobility of about 23,5 cm²V⁻¹s⁻¹.To prevent the phosphorus desorption and diffusion in the Si substrate, the Si:P thin film is grown between two 20nm thick SiO₂ layers. The SiP compound formation is observed after an annealing process higher than 950°C. SiP crystallizes in an orthorhombic structure in the Cmc2₁ space group. The thin films are composed of SiP grains with a size close to the micrometer scale which coexist with Si grains containing 1 to 2% of phosphorus. The lamellar structure of SiP was identified. The first liquid phase exfoliation test was performed after an etching to remove SiO₂ surface layer and the doped silicon. It is shown that it is possible to detach SiP flakes from the Si substrate. The GeP compound, which is obtained after a 500°C annealing, crystallizes in a monoclinic structure in the C2/m space group. The thin films are mainly composed of GeP grains which coexist with small Ge grains close to the surface. As SiP, GeP is lamellar and the liquid phase exfoliation leads to GeP flakes tear off from the Si substrate
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Tlili, Sabrine. "Etude des cinétiques et des équilibres d'adsorption des composés organiques volatils et semi-volatils présents dans l'atmosphère des salles blanches sur les composants microélectroniques en cours de fabrication." Thesis, Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4806.
Full textAbstract:
Du fait de la miniaturisation des composants semi-conducteurs, il est devenu de plus en plus important de réduire les niveaux de contamination. Les salles blanches sont indispensables pour assurer un environnement adéquat pour l'élaboration des composants microélectroniques. Toutefois, jusqu'à présent aucune technologie ne permet le contrôle de la contamination organique volatile, et même dans tels environnements contrôlés, la contamination des surfaces de wafers a souvent lieu. Une nouvelle approche expérimentale a été développée dans notre laboratoire afin de suivre les processus d'adsorption et de désorption des contaminants organiques volatils et semi-volatils à la surface des wafers. Ce dispositif est constitué de trois composants principaux : un générateur des composés en phase gaz, un tube à écoulement et le spectromètre de masse par transfert de proton comme outil analytique de mesure de la composition de la phase gazeuse. Les comportements d'adsorption de cinq composés organiques volatils parmi les plus abondants dans les environnements des salles blanches (l'isopropanol, l'acétone, le xylène, l'acétate d'éthyle et le propylène glycol méthyl éther acétate) et trois semi-volatils (diéthylphtalate, tri-(2-chloroéthyl)-phosphate et le tri- (2-cloropropyl)-phosphate) ont été étudiés. Les paramètres cinétiques des processus d'adsorption ont été déterminés. Les corrélations entre leurs concentrations en phase gazeuse et leurs densités à la surface des wafers ont été établies. En comparant les comportements d'adsorption de tous les composés étudiés, il a été démontré que la constante de désorption kdes est le facteur le plus influent sur les équilibres d'adsorptionAs semiconductor devices become smaller, it is increasingly important to reduce the degree of organic contamination in the areas where such devices are produced. It has been shown that cleanrooms are indispensable to provide a suitable environment for processing semiconductor devices. However, at present time there is no technology for controlling the contamination with volatile organic compounds (VOC), and even in such an environment, the wafers are exposed to VOC. A new experimental approach has been developed in our laboratory in order to follow the adsorption and desorption processes of volatile and semi volatiles organic compounds on silicon wafer surfaces. This unique setup is based on three principal components: a stable gas-phase generator, a flow tube reactor, and a proton-transfer-reaction–mass spectrometry (PTR-MS) analytical device to monitor the VOC. The adsorption behavior of five the most abundant VOCs in the cleanroom environment (isopropanol, acetone, xylene, ethyl acetate and propylene glycol methyl ether acetate) and three semi volatile organic compounds (diethylphtalate, tri-(2-chloroethyl)-phosphate and tri-(2-cloropropyl)-phosphate) on silicon wafer surface was studied. The kinetic parameters were determined and correlations between the gas phase concentrations and the surface densities of the organic contaminants were established. By comparing the adsorption properties of the studied compounds, it has been demonstrated that time dependant changes in the surface concentration of the organic species are governed by desorption constants, kdes. Moreover, kdes was found to be dependent on the molecular weight of the studied organics
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Regrettier, Thomas. "Modulateurs de lumière à commande optique composés d'une couche photovoltaïque organique." Thesis, Strasbourg, 2017. http://www.theses.fr/2017STRAD038.
Full textAbstract:
Les performances des modulateurs de lumières à commande optique (OASLMs) à base de cristaux liquides (CLs) dépendent fortement des propriétés de la couche photosensible. Afin de concilier transparence, résolution latérale et production à bas coûts, les semi-conducteurs organiques apparaissent comme des candidats idéaux. Nous avons choisi d'utiliser un mélange P3HT:PCBM comme couche photosensible. Nos résultats ont montré que les cristaux liquides se réorientaient en fonction de l'intensité lumineuse seule et sans tension appliquée. Des mesures complémentaires indiquent que l'effet photovoltaïque est à l'origine de ce phénomène. Ce type de dispositif nous permet de moduler spatialement l'orientation des CLs et démontre son potentiel dans des applications liées à l'holographie. Un second type de dispositif intégrant des couches d'interfaces de PEIE et de PEDOT:PSS nous permet de contrôler l'orientation des CLs et donne de nouvelles pistes permettant de fabriquer des OASLMs autonomesThe performances of liquid crystals (LCs) based optically addressed Spatial Light Modulators (OASLMs) strongly depends on the photosensitive layer properties. To accommodate device transparency, lateral resolution and low cost production, organic semiconductors appear as the ideal candidates. We chose to use a P3HT: PCBM blend as the photosensitive layer. Our results showed that the liquid crystals reorient according to the luminous intensity alone and without external power supply. Additional measurements indicate that the photovoltaic effect is at the origin of this phenomenon. This type of device allowed spatial modulation of the LCs orientation and demonstrates its potential in holographic applications. A second type of device integrating interfacial layers of PEIE and PEDOT: PSS allowed us to control the orientation of the LCs and gives promising routes towards the design of self-sustainable OASLMs
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Srour, Hussein. "Conception, réalisation et caractérisation de photodétecteurs ultraviolets "Solar-blind" à base de nouveaux alliages BAlGaN." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0058/document.
Full textAbstract:
Les développements récents des techniques de fabrication de matériaux semi-conducteurs de type III-N comme GaN et AlGaN permettent le développement de photo-détecteurs Schottky et métal-semi-conducteur-métal opérant dans le domaine de l'ultraviolet. Alors que les photo-détecteurs à base de GaN et AlGaN ont un faible bruit et un temps de réponse rapide, l'absence de gain interne est un obstacle majeur à leur utilisation dans des applications qui nécessitent des photo-détecteurs à haute sensibilité. Dans ce travail, nous avons conçu et fabriqué des photo-détecteurs à base d'alliage BAlGaN sous forme de monocouches et de super réseaux réalisés par MOVPE et photo-lithographie. Une caractérisation complète de leurs propriétés électriques et électro-optiques a ensuite été réalisée. Nous montrons que ces nouveaux alliages BAlGaN ont un impact majeur sur les performances des photo-détecteurs étudiés. Nous avons pu réaliser des détecteurs présentant un important gain interne (jusqu'à 3x105) donc avec une sensibilité améliorée, un courant d'obscurité faible (jusqu'à 9 ordres de grandeurs plus faible que dans les détecteurs à base de GaN réalisés), une longueur d'onde de coupure ajustable dans la gamme 260-380, et un temps de réponse deux fois plus rapide que dans les détecteurs à base de GaN réalisés. Finalement, nous proposons une interprétation du mécanisme de gain dans ces nouvelles structures reposant sur l'existence de pièges profonds à électrons et à trousRecent developments in III-N material growth technology such as GaN and AlGaN made possible to fabricate high performance solar-blind Schottky, and metal-semiconductor-metal based photodetectors operating in the ultraviolet range -based photodetectors. While GaN and AlGaN have low noise and fast response times, the lack of high internal gain is a limitation for their use in applications that require high sensitivity photodetectors. In this work, we have designed and fabricated BAlGaN-based photodetectors. For this, several BGaN monolayer and superlattices were grown using MOVPE and lithography processes followed by a full characterization of their electrical and electro-optical properties. We show that these new BAlGaN alloys have tremendous impact on the performance of these photodetectors. We were able to achieve photodetectors with large internal gain (up to 3x105) and thus improved sensitivity, low dark current (up to nine orders of magnitude lower compared to our own GaN-based photodetectors), tunable cut-off wavelength in the 260-380 nm range, and more than two orders of magnitude reduction in the response time compared to our own GaN-based photodetectors. Finally, we propose an interpretation, based on the existence of deep level electron and hole traps, to explain the different mechanisms at the origin of the internal gain in these new structure
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Lucas, Fabien. "Systèmes π-conjugués pour l'électronique organique : composés donneur-spiro-accepteur et anneaux moléculaires." Thesis, Rennes 1, 2020. http://www.theses.fr/2020REN1S042.
Full textAbstract:
L’électronique organique est un domaine de recherche qui vise à développer de nouvelles technologies basées sur des matériaux semi-conducteurs organiques (SCOs). D’une manière générale, deux approches sont utilisées pour le design moléculaire de SCOs. La première approche consiste à assembler des fragments moléculaires, connus pour certaines propriétés, afin de synthétiser des matériaux fonctionnels pour une application visée comme les diodes électrophosphorescentes organiques (PhOLEDs). La seconde approche est plus exploratrice et consiste à développer des nouveaux fragments moléculaires pouvant posséder une ou plusieurs propriétés souhaitées pour une application donnée. Dans ces travaux de thèse les deux approches ont été développées. D’un côté, nous avons élaboré des matériaux hôtes pour des PhOLEDs en ajustant leur propriétés (première approche), et, de l’autre côté, nous nous sommes intéressés à une toute nouvelle génération de SCOs : les anneaux moléculaires (seconde approche). Dans une première partie, avec comme cadre le développement de nouvelles matrices hôtes pour des PhOLEDs simplifiés dites monocouches, nous présenterons une étude de deux familles de SCOs basé sur un design moléculaire Donneur-spiro-Accepteur. Ses travaux ont permis la fabrication de PhOLEDs rouge, verte et bleue présentant les performances globales les plus élevées de la littérature. Dans une seconde partie, après un chapitre bibliographique détaillé sur la synthèse et les propriétés singulières des anneaux moléculaires, nous présenterons une étude approfondie des propriétés de deux familles d’anneaux moléculaires constitués d’unités carbazoles. Ces travaux nous ont permis d’incorporer pour la première fois des anneaux moléculaires dans des transistors organiques à effet de champs afin d’en étudier les propriétés de transportOrganic electronics is a field of research dealing with the development of new technologies based on organic semiconductor materials (OSCs). In general, two approaches are used for the molecular design of OSCs. The first approach consists in assembling efficient molecular fragments, in order to synthesize functional materials for a specific application such as phosphorescent organic light-emitting diodes (PhOLEDs). The second approach is more risky as it aims to develop new molecular fragments which may have one or several desired properties for a given application. In this thesis work, both approaches have been developed. On the one hand, we have developed host materials for PhOLEDs by adjusting their properties (first approach), and, on the other hand, we have been interested in a new generation of OSCs: molecular nanorings (second approach). In a first part, within the framework of developing new host matrices for simplified PhOLEDs so called single-layer, we will present a study of two families of SCOs based on a Donor-spiro-A-acceptor molecular design. This work has enabled to reach the, green and blue PhOLEDs displaying the highest overall performances ever reported in literature. In a second part, after a detailed bibliographical study on the synthesis and on the singular properties of nanorings, we will present our investigations in the field of nanorings. We report herein the synthesis and the study of two families of molecular nanorings constructed with carbazole units. This work allowed us to incorporate for the first time molecular nanorings in organic field-effect transistors in order to study their transport properties
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Medjnoun, Kahina. "Etude et réalisation de semi conducteurs transparents ZnO dopé vanadium et oxyde de vanadium en couches minces pour des applications photovoltaïques." Thesis, Perpignan, 2015. http://www.theses.fr/2015PERP0020.
Full textAbstract:
Nos travaux de recherche ont été réalisés dans le but de développer de nouveaux nanomatériaux semi conducteurs transparents d‟alliages ZnxV1-xO en couches minces nanostructurées destinés aux applications dans les dispositifs optoélectroniques et en particulier dans les cellules photovoltaïques en couches minces à base de CIGS. L‟objectif principal recherché est de mettre en oeuvre des couches tampons/couches fenêtres à base de matériaux exempte de Cadmium et d‟Aluminium ou d‟Indium, comme le ZnxV1-xO respectivement à forte et à faible concentration de vanadium. L'originalité de mon travail est de réaliser à partir du même procédé de dépôt, deux éléments de la cellule CIGS en employant la technique PVD (rf-magnétron sputtering) dont les cibles de pulvérisation sont constituées de poudre nanocristallines préalablement synthétisées par voie sol-gel. Ce protocole d‟élaboration engendre une diminution conséquente du coût de production. Pour se faire, dans un premier temps des caractérisations structurales, morphologiques, optiques et électriques des films minces obtenus ont été menées et leurs paramètres physiques ont été mesurés pour déterminer les conditions optimales de dépôt des couches souhaitées. Les résultats obtenus montrent que des concentrations en vanadium de 20% et de 1% sont respectivement adéquates pour la réalisation des couches tampons et des Oxydes Transparents et Conducteurs (OTC) envisagés. Enfin, pour prévoir et améliorer les paramètres photovoltaïques, une nouvelle architecture de structure photovoltaïque de type Verre/(n+)Zn0.99V0.01O/(n)Zn0.80V0.20O/(p)Cu(In,Ga)Se2 /Mo a été définie et modélisée par simulation en utilisant les résultats expérimentaux déjà obtenus. Ce travail a permis de définir les critères auxquels doit répondre l‟absorbeur CIGS pour l‟obtention du meilleur rendement de conversion de la cellule proposéeOur research work has been performed with the aim of developing new transparent semiconductor nanomaterials of ZnxV1-xO alloys in nanostructured thin films for applications in optoelectronic devices and in particular in photovoltaic cells in CIGS based thin films. Our main objective is to realize buffer layers/window layers based on materials not containing cadmium, aluminum nor indium, such as ZnxV1-xO at respectively high and low vanadium concentration. The originality of my work is in the realization, starting from the same deposition process, of two elements of the CIGS cell using the PVD (rf-magnetron sputtering) technique, in which the sputtering targets are based on nanocrystalline powders previously synthesized by the sol-gel process. This elaboration method gives rise to a significant decrease in the production cost. In order to achieve this, first of all structural, morphological, optical and electrical characterization of the thin films have been carried out and their physical parameters have been measured in order to determine the optimal conditions of deposition for the desired films. The obtained results exhibit that vanadium concentrations of 20% and 1% are respectively suitable for realizing the desired buffer layers and Transparent Conducting Oxides (TCO). Finally, in order to anticipate and improve the photovoltaic parameters, a new architecture of photovoltaic structure of the type Glass/(n+)Zn0.99V0.01O/(n)Zn0.80V0.20O/(p)Cu(In,Ga)Se2 /Mo has been defined and modeled by simulation using the experimental data already obtained. This work has allowed us to define the criteria which the CIGS absorber must respect in order to obtain the best conversion efficiency of the proposed cell
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Roncin, Vincent. "Contribution à l'étude de fonctions optiques à base d'amplificateurs optiques à semi-conducteurs pour la régénération des signaux de télécommunication à très haut débit." Phd thesis, Université Rennes 1, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00230524.
Full textAbstract:
Nous présentons dans ce rapport de thèse plusieurs études relatives à l'amélioration des signaux optiques d'information numérique dans les systèmes de télécommunications à très haut débit. L'amélioration du taux d'extinction des sources impulsionnelles permet une meilleure stabilité des signaux multiplexés temporellement (OTDM), en réduisant l'interférence entre les symboles. L'utilisation de portes optiques non-linéaires permet de régénérer le signal dans les liaisons dites “ point à point ” ainsi qu'aux nœuds de commutation des futurs réseaux tout-optiques. Les principales réalisations de cette thèse portent sur : - La remise en forme d'impulsions optiques améliorant le taux d'extinction, par mélange à quatre ondes dans les amplificateurs à semi-conducteurs (SOA)
- La réalisation et la caractérisation de deux fonctions optiques non-linéaires à base de semi-conducteurs pour la régénération des signaux supérieurs à 10 Gbit/s : le Double-Etage de SOA et le miroir optique non-linéaire à base de SOA (NOLM-SOA). Les résultats présentés dans la thèse sont obtenus à partir des simulations et de mesures expérimentales en environnement système.
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Le, Cren Elodie. "Etude de Composants Absorbants Saturables à Semi-Conducteurs à Multi-Puits Quantiques Dopés au Fer pour la Régénération de Signaux Optiques à Très Hauts Débits d'Information." Phd thesis, Université Rennes 1, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00258390.
Full textAbstract:
Dans ce document, nous présentons une étude des caractéristiques d'absorbants saturables à multi-puits quantiques dopés au fer dans le cadre d'une régénération 2R tout optique de signaux à hauts débits. Après avoir situé le domaine d'application et rappelé les propriétés non-linéaires du matériau qui permettent l'utilisation de ces structures en tant que régénérateurs pour les télécommunications optiques. Nous exposons les méthodes de caractérisation et les résultats expérimentaux concernant ce composant, en s'intéressant plus particulièrement à des absorbants saturables insérés en cavité Fabry-Perot. Puis, nous étudions l'évolution des propriétés (longueur d'onde, contraste, temps de réponse et puissance optique de seuil des effets non-linéaires) en fonction de la polarisation du signal incident et de la température. Enfin, nous proposons les résultats préliminaires des performances de ce composant en configuration système à 10Gbit/s dans une boucle à recirculation de 91 kilomètres.
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Le, Cren Elodie. "Etude de composants absorbants saturables à semi-conducteurs à multi-puits quantiques dopés au fer pour la régénération de signaux optiques à très hauts débits d'information." Phd thesis, Rennes 1, 2004. http://www.theses.fr/2004REN10159.
Full textAbstract:
Dans ce document, nous présentons une étude des caractéristiques d'absorbants saturables à multi-puits quantiques dopés au fer dans le cadre d'une regeneration 2R tout optique de signaux à hauts débits. Après avoir situé le domaine d'application et rappelé les propriétés non-linéaires du matériau qui permettent l'utilisation deces structures en tant que régénérateurs pour les télécommunications optiques. Nous exposons les méthodes de caractérisation et les résultats expérimentaux concernant cecomposant, en s'intéressant plus particulièrement à des absorbants saturables insérés en cavité Fabry-Perot. Puis, nous étudions l'évolution des propriétés(longueurd'onde, contraste, temps de réponse et puissance optique de seuil des effets non-linéaires) en fonction de la polarisation du signal incident et de la température. Enfin, nousproposons les résultats préliminaires des performances de ce composant en configuration système à 10Gbit/s dans une boucle à recirculation de 91 kilomètres.
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Léon, Adèle. "Influence des dopants plomb et étain sur les propriétés thermoélectriques de l’isolant topologique quasi-2D Bi₂Te₂Se." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2023. http://www.theses.fr/2023LORR0102.
Full textAbstract:
La course aux énergies propres et la chasse aux pertes énergétiques fait de la thermoélectricité une technologie d’avenir. A température ambiante, le tellurure de bismuth Bi₂Te₃ constitue à ce jour le matériau semi-conducteur de référence mais son homologue ternaire Bi₂Te₂Se, nommé kawazulite, est prometteur du fait de sa conductivité thermique réduite et de sa structure de bande complexe. Le manque d’études détaillées quant à ses propriétés de transport électrique et thermique et la possibilité d’induire un niveau résonant prédit théoriquement font de l’étude de ce composé un axe de recherche intéressant. Ce travail de thèse propose une étude expérimentale approfondie de polycristaux de Bi₂Te₂Se à travers l’utilisation de techniques de caractérisation physico-chimique variées (DRX, MEB, MET, DSC, Microsonde de Castaing, Spectroscopie Mössbauer) et la mesure des propriétés de transport électrique et thermique (le coefficient Seebeck, la résistivité électrique, l’effet Hall et la conductivité thermique) sur une large gamme de température (5-700 K). Une première partie conclut que le diagramme de phase pseudo-binaire Bi₂Te₃-Bi₂Se₃ est une solution solide autour de la composition de la kawazulite, pour T≥400 K. Les effets sur les propriétés TE de deux dopants, le plomb et l’étain, font l’objet des parties suivantes. Le caractère accepteur du plomb est démontré : il permet de translater le potentiel chimique vers le sommet des bandes de valence sans modifier de manière significative la forme de celles-ci, en accord avec les calculs réalisés par la méthode KKR-APC. Toutefois, l’analyse du nombre de trous donnés par atome de Pb pose un questionnement sur la valeur du facteur de Hall rH et révèle une chimie des défauts complexe, avec notamment la création de défauts de type PbBi₂Te₄. Des calculs de structure électronique effectués par notre collaborateur polonais, le Pr. Bartlomiej Wiendlocha, prédisent la présence d’un niveau résonant créé par l’étain aux abords de la bande de valence de Bi₂Te₂Se. La réalisation d’une série co-dopée Pb/Sn nous a permis l’exploration de cette région électronique. Si le comportement de la résistivité électrique à basse température est similaire à celui de la littérature, les dépendances en température de la mobilité de Hall et de la concentration de trous de certains échantillons ont révélé la présence d’une bande d’impureté, suggérant un caractère non résonant de l’étain dans le composé Bi₂Te₂Se. Le retour à une dépendance en température classique dans l’échantillon le plus dopé en Pb semble indiquer que le potentiel chimique a traversé cette bande, situé au sommet des bandes de valence mais probablement dans la bande interditeThe race for renewable energies and the competition for diminishing energy waste lead to the development of alternative energy recovery technologies, such as thermoelectricity. Bismuth telluride Bi₂Te₃ embodies the most used semi-conductor for near-room temperature applications but its ternary counterpart Bi₂Te₂Se, named kawazulite, has aroused a renewed interest thanks to its lower thermal conductivity and its complex band structure. The lack of detailed studies on its transport properties along with the theoretically predicted possibility to induce a resonant level make this compound a promising area of research. This work reports on an in-depth experimental study of polycrystalline kawazulite samples through a combination of chemico-physical characterization techniques (XRD, SEM, TEM, DSC, EPMA, Mossbauer spectroscopy) and the measurement of their transport properties (Seebeck coefficient, electrical resistivity, Hall effect and thermal conductivity) over a large temperature range (5-700 K). Preliminary results conclude that the pseudo-binary phase diagram Bi₂Te₃-Bi₂Se₃ is a complete solid-solution around Bi₂Te₂Se compound, for T≥400 K. The influence of two dopants, lead and tin, on the transport properties of Bi₂Te₂Se was then investigated. The acceptor behaviour of lead has been proven. The addition of Pb transfers the chemical potential towards the edges of the valence bands, without significantly changing their shapes, in agreement with KKR-CPA band structure calculations. However, the number of holes given per lead atom deviates from the ionic model, raising questions on the Hall factor value rH and revealing complex defect formation mechanisms, like the creation of PbBi₂Te₄ defects. Electronic band structure calculations were processed by our polish collaborator, Pr. Bartlomiej Wiendlocha. The results forecasted a resonant level formed by tin near the edges of Bi₂Te₂Se valence bands. The concomitant use of tin and lead dopants allowed the study of this electronic region. Even if the electrical resistivity behaviour at low temperature follows what was reported in the literature, the temperature dependence of the Hall mobility and the carrier concentration of some samples revealed the presence of an impurity band, suggesting the non-resonant nature of lead in Bi₂Te₂Se. Those two properties recover their normal temperature dependence when highly doped with Pb, indicating that the chemical potential crossed the impurity band, which is probably located at the edges of the valence bands but yet inside the bulk band gap
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Zhao, Fenghuan. "Synthèse d'hétérostructures métal-semiconducteur par photodéposition laser." Thesis, Bordeaux, 2022. http://www.theses.fr/2022BORD0229.
Full textAbstract:
Un montage utilisant des cuvettes et des lasers UV et bleu comme sources de lumière a été construit pour effectuer la photodéposition de nanodots métalliques (NDs) sur des nanoparticules (NPs) de TiO2 et des nano-hétérostructures de type Janus de Cu2-xS-CuInS2 en solution aqueuse et organique respectivement. Trois types de NDs métalliques différents, à savoir Au, Ag, Pd, sont introduits en surface des NPs de TiO2, et des NDs d'Au sont déposés sur Cu2-xS-CuInS2. Plusieurs techniques, dont le TEM/HRTEM, la cartographie EDS et la spectroscopie UV-vis, sont utilisées pour caractériser la taille, la morphologie et la distribution des NDs métalliques. Les nanohétérodimères (NHDs) Au-TiO2 sont synthétisés avec succès ; un rendement de NHDs Au-TiO2 proche de 100% est obtenu en gérant la concentration des NPs TiO2 et du précurseur d'or. En particulier, le mécanisme d'adsorption du méthanol et du précurseur d'or sur le TiO2 pendant la photodéposition est étudié. En comparant les données expérimentales obtenues dans des microcanaux et des cuvettes, le modèle établi décrit le processus dynamique global de la croissance des NDs d'Au sur le TiO2, de la loi de croissance en t 1/3 à l'achèvement. La taille finale des NDs d’Au peut être prédite avec précision par le modèle, en particulier la fin de la croissance. De plus, des NPs d'Ag et de Pd d'autres métaux ont été déposées sur la surface de TiO2, et des NHDs d'Ag-TiO2 et de Pd-TiO2 ont également été synthétisés. Les effets du piégeur de trous, de la puissance du laser et du temps d'exposition sur la taille et la distribution des NDs métalliques sont étudiés. De plus, la croissance des NDs d'Ag et de Pd suit le modèle proposé pour la croissance de l'Au. Le projet est étendu à la photodéposition de NDs bimétalliques cœur-coquille où Au, Ag et Pd sont introduits sur des NHDs Au-TiO2 par une seconde étape de photodéposition, formant une structure cœur-coquille à la surface des NPs TiO2. Pour le système Au@Au core@shell, la coquille d'Au peut être contrôlée avec précision en faisant varier la concentration du précurseur d'or ; la taille et l'épaisseur du cœur et de la coquille d'Au correspondent à nos attentes. Pour le système Au@Ag, la coquille d'Ag obtenue est limitée à environ 1 nm d'épaisseur, ce qui résulte de la faible électronégativité de l'Ag (1,9) par rapport à l'Au (2,4). Pour le système Au@Pd, le Pd présente une croissance non isotrope sur le cœur d'Au, ce qui entraîne une coquille de Pd non uniforme en raison de l'important décalage de réseau entre Au et Pd. Enfin, des NDs d'Au sont introduits sur des hétéro-nanorods de Cu2-xS-CuInS2 par photodéposition dans le toluène avec un laser bleu. La nucléation et la croissance des Au NDs sont étudiées et la distribution géométrique (i.e., le nombre et la distribution) des Au NDs, ainsi que leurs tailles en réglant la puissance du laser, le temps d'exposition, les piégeurs de trous et la concentration des précurseursCuvette setup with UV and blue laser as light sources are built to perform photodeposition of metals nanodots (NDs) onto TiO2 nanoparticles (NPs) and Janus-typed Cu2-xS-CuInS2 nano-heterostructures in aqueous and organic solution respectively. Three different metal NDs, i.e., Au, Ag, Pd, are introduced on the surface of TiO2 NPs, and Au NDs are deposited on Cu2-xS/CuInS2. Several techniques, including TEM/HRTEM, EDS mapping, and UV-vis spectroscopy, are performed to characterize the size, morphology, and distribution of the metal NDs. Au-TiO2 nanoheterodimers (NHDs)are successfully synthesized and a close to 100% yield of Au-TiO2 NHDs is achieved by managing the concentration of TiO2 NPs and gold precursor.Especially, the adsorption mechanism of methanol and gold precursor on TiO2 during photodeposition is investigated. By comparing the experimental data obtained in microchannels and cuvette setups, the established model describes the overall dynamic process of Au ND growth on TiO2 from 1/3 growth state to completion. The final size of Au NDs can be accurately predicted by the model in particular the growth completion. In addition, other metal Ag and Pd NPs were deposited on the surface of TiO2, and Ag-TiO2 and Pd-TiO2 NHDs are also synthesized. The effects of the hole scavenger,laser power, and exposure time on the size, and distribution of metal NDs are investigated. Moreover, the growths of Ag and Pd NDs both follow the proposed model for Au growth. The project is extended to bimetallic core-shell NDs photodeposition and Au, Ag and Pd are introduced on Au-TiO2 NHDs by a second step photodeposition, forming a core-shell structure on the surface of TiO2 NPs. For the Au@Au core@shell, the Au shell can be precisely controlled by varying the gold precursor concentration and the size and thickness of the Au core and shell pretty much fit our expectations.For the Au@Ag system, the Ag shell obtained is limited to around 1 nm thickness which results from the low electronegativity of Ag (1.9) compared to other Au (2.4). For the Au@Pd system, Pd shows a non-isotropic growth on the Au core resulting in a nonuniform Pd shell due to the big lattice mismatch between Au and Pd. Finally, Au NDs are introduced onto Cu2-xS/CuInS2 heteronanorods by photodeposition in toluene with a blue laser.The nucleation and growth of Au NDs are studied and the geometric distribution (e.g., number and location) of Au NDs, as well as their sizes, can be well controlled by tuning laser power, exposure time, hole scavengers, and precursors concentration
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Brouillac, Clément. "Systèmes π-conjugués donneur-accepteur : composés spiro et nano anneaux pour des diodes organiques électrophosphorescentes." Electronic Thesis or Diss., Université de Rennes (2023-....), 2023. http://www.theses.fr/2023URENS097.
Full textAbstract:
L’électronique organique (EO) s’articule autour de l’utilisation des semi-conducteurs organiques (SCOs). Les diodes organiques électroluminescentes (OLEDs) font partie des technologies électroniques les plus matures et sont déjà présentes dans nos smartphones, ordinateurs et téléviseurs. Durant cette thèse, nous nous sommes particulièrement intéressés à l’élaboration de matrices hôtes pour la seconde génération d’OLEDs : les diodes organiques électrophosphorescentes (PhOLEDs). Deux design moléculaires différents ont été conçus avec deux objectifs différents. Le premier objectif consiste à développer de nouvelles matrices hôtes utilisant l’architecture Donneur-spiro-Accepteur pour des PhOLEDs monocouches, qui sont des dispositifs simplifiés utilisant seulement les électrodes et la couche émissive. Ces travaux ont conduit à la fabrication de PhOLEDs monocouches des trois couleurs présentes dans un pixel (rouge, vert et bleu), et des couleurs pour l’éclairage (jaune et blanc). Des records de performances ont été obtenus. Le deuxième objectif consiste à développer de nouveaux SCOs appelés nano-anneaux. Après un chapitre bibliographique analysant les performances des nano-anneaux en EO, nous présenterons une étude de structure/propriétés de nano-anneaux donneur-accepteur. Ces travaux, nous ont permis de mieux comprendre les propriétés singulières de ces composés cycliques à base de carbazoles, qui ont ensuite ont été incorporés dans des PhOLEDs multicouches pour évaluer leurs performances en tant que matrice hôtes. Ces travaux représentent les premiers exemples du domaineOrganic electronics (EO) is based on organic semiconductors (OSCs). Organic light-emitting diodes (OLEDs) are among the most mature EO technologies and are already present in our smartphones, computers and televisions. During this thesis, we were particularly interested in the development of host materials for the second generation of OLEDs: organic electrophosphorescent diodes (PhOLEDs). Two different molecular designs have been elaborated with two different objectives. The first objective was to develop new host materials using the Donor-spiro-Acceptor architecture for single-layer PhOLEDs, which are simplified devices using only the electrodes and the emissive layer. This work has enabled the fabrication of single-layer PhOLEDs in the three colours present in a pixel (red, green and blue) and in the colours used for lighting (yellow and white). Device performance records have been obtained. The second objective was to develop new SCOs, with a cylindric shape, called nanohoops. After a bibliographic chapter analysing the performance of nanohoops in EO, we present a structure/properties study of Donor-Acceptor nanohoops. This work enabled us to gain a better understanding of the unique properties of these carbazole-based nanohoops, which were then incorporated into multilayer PhOLEDs to measure their performances. This work provides the first exemples of the field
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Amor, Sarrah. "Étude des défauts dans les alliages de semi-conducteurs à grand gap B(AlGa)N et de leur rôle dans les propriétés de transport : application aux photo-détecteurs U." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0286/document.
Full textAbstract:
Le nitrure de gallium (GaN) et ses alliages ternaires et quaternaires suscitent de plus en plus d’intérêt dans les communautés scientifiques et industrielles pour leur potentiel d’utilisation dans des dispositifs électroniques haute fréquence, dans les transistors à forte mobilité électroniques, dans la photo-détection UV et les cellules solaires de nouvelles générations. L’aboutissement de ces nouveaux composants reste entravé à l’heure actuelle, entre autre, par la non maîtrise des techniques d’établissement de contacts électriques. C’est dans ce cadre général que s’inscrivent les travaux de cette thèse. Même si l’objectif principal de cette thèse concerne l’étude des défauts électriquement actifs dans les alliages de semiconducteurs à grand gap B(AlGa)N et de leur rôle dans les propriétés de transport, la réalisation des contacts ohmiques et des contacts Schottky constitue une étape essentielle dans la réalisation des dispositifs à étudier. Pour les contacts ohmiques, nous avons déposé des couches de type Ti/Al/Ti/Au (15/200/15/200) par évaporation thermique. Des résistances spécifiques des contacts de l’ordre de 3x10-4Wcm2 ont été déterminées par les méthodes des TLM linéaires et confirmées par les TLM circulaires. Une modélisation théorique a été entreprise dans ce sens pour analyser les mesures expérimentales. Ensuite on a réalisé des diodes Schottky en déposant des contacts métalliques de Platine (Pt) d’épaisseur 150 nm. Des facteurs d’idéalité de 1.3 et une hauteur de barrière de 0.76 eV ont été obtenus et d’une manière reproductible. Une fois ces dispositifs réalisés, une étude des mécanismes de transport a été entreprise et nous a permis de mettre en évidence l’existence des effets tunnel direct et assisté par le champ, en plus de l’effet thermoïonique classique. Ceci a été mis en évidence par des mesures de courant et de capacité en fonction de la température. Pour les photodétecteurs, nous avons réalisés les mêmes mesures de courant et de capacité à l’obscurité et sous illumination à des longueurs d’ondes adaptées. Ces mesures nous ont permis de comprendre les phénomènes de gain qu’on a observés sur ces échantillons et aussi de mettre en évidence des mécanismes thermiquement actifs, dont les énergies d’activation ont été déterminées par la technique de l’Arrhenius. L’étude des défauts électriquement actifs a été menée par la technique transitoire de capacité de niveaux profonds, la (DLTS). Cette technique a été récemment mise en oeuvre au laboratoire et nous a permis d’effectuer des mesures sous différentes conditions incluant diverses polarisations de repos, différentes fréquences, et différentes hauteurs et largeurs d’impulsion de polarisation. Un des résultats importants est la possibilité de caractérisation à la fois des pièges à majoritaires et des pièges à minoritaire en changeant simplement les conditions de polarisation et contrairement aux procédures habituelles où une excitation optique supplémentaire est souvent nécessaire pour augmenter la concentration des porteurs minoritaires. Il a ainsi été mis en évidence, en accord avec la plupart des résultats de la littérature, l’existence de 6 pièges à électrons, tous situés en dessous de 0.9 eV de la bande de conduction, de trois pièges à trous dans l’intervalle 0.6 - 0 .7 eV au dessus de la bande de valence et un piège à trous distribué à l’interface. Une procédure rigoureuse de fit a été mise au point et a permis de confirmer nos résultats obtenus par la procédure classique de l’ArrheniusGallium nitride (GaN) and its ternary and quaternary alloys are attracting more and more interest in the scientific and industrial communities for their potential for use in high frequency electronic devices, for transistors with high electronic mobility, for UV photo-detection and new-generation solar cells. The outcome of these new components is still be seen to be limited in many areas, mainly due to the lack of control of electrical contacts implementation techniques. It is in this context that this thesis takes place.Although the main objective of this thesis deals with the study of the electrically active defects in high band gap B(AlGa)N semiconductor alloys and their role in the transport properties, the production of ohmic and Schottky contacts is an essential step in the realization of the devices under study. For the Ohmic contacts, we have deposited Ti/Al/Ti/Au (15/200/15/200) layers by thermal evaporation. Using the Transfer Length Method (TLM), we obtained specific contact resistances in the order of 3x10-4Wcm2. The Circular TLM has also confirmed this result. Besides, a theoretical modelling has been carried out to analyse the experimental measurements. Schottky diodes were then produced by depositing 150 nm platinum (Pt) metal contacts. An ideality factor of 1.3 and a barrier height of 0.76 eV were obtained. On the other hand, a study of transport mechanisms has been performed. It allowed us to demonstrate the existence of the direct tunnelling and the Thermionic Field Emission, in addition to the conventional thermionic effect. This result was underpinned by current and capacity measurements as a function of temperature. For photo detectors, we performed the same measurements of current and capacity in darkness and under illumination at suitable wavelengths. These measurements allowed understanding the internal gain that was observed on the samples. Furthermore, they show the effect of the thermally active mechanisms whose activation energies were determined by the Arrhenius technique. Using the Deep-Level Transient Spectroscopy (DLTS) technique followed up the study of the electrically active defects. This technique has recently been implemented in the laboratory. It allowed us to perform measurements under different conditions including various reverse bias, different frequencies, and different voltage pulse amplitudes and durations. One of the important results is the possibility of characterizing both majority and minority traps by simply changing the polarization conditions, as opposed to the usual procedures where an additional optical excitation is often necessary to increase the concentration of the minority carriers. In accordance with most of the encountered literature results, we found 6 electron traps all located below 0.9 eV of the conduction band, 3 hole traps in the 0.6-0.7 eV range above the valence band and one hole trap distributed at the interface. A rigorous procedure was developed and confirmed our results obtained by the standard Arrhenius technique
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Bru-Chevallier, Catherine. "Etude comparative des propriétés de transport non-stationnaire dans différents semi-conducteurs composés III-V." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376124396.
Full text
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Tsvirkun, Viktor. "Optomechanics in hybrid fully-integrated two-dimensional photonic crystal resonators." Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA112176/document.
Full textAbstract:
Les systèmes optomécaniques, dans lesquels les vibrations d'un résonateur mécanique sont couplées à un rayonnement électromagnétique, ont permis l'examen de multiples nouveaux effets physiques. Afin d'exploiter pleinement ces phénomènes dans des circuits réalistes et d'obtenir différentes fonctionnalités sur une seule puce, l'intégration des résonateurs optomécaniques est obligatoire. Ici nous proposons une nouvelle approche pour la réalisation de systèmes intégrés et hétérogènes comportant des cavités à cristaux photoniques bidimensionnels au-dessus de guides d'ondes en silicium-sur-isolant. La réponse optomécanique de ces dispositifs est étudiée et atteste d'un couplage optomécanique impliquant à la fois les mécanismes dispersifs et dissipatifs. En contrôlant le couplage optique entre le guide d'onde intégré et le cristal photonique, nous avons pu varier et comprendre la contribution relative de ces couplages. Cette plateforme évolutive permet un contrôle sans précédent sur les mécanismes de couplage optomécanique, avec un avantage potentiel dans des expériences de refroidissement et pour le développement de circuits optomécaniques multi-éléments pour des applications tels que le traitement du signal par effets optomécaniquesOptomechanical systems, in which the vibrations of a mechanical resonator are coupled to an electromagnetic radiation, have permitted the investigation of a wealth of novel physical effects. To fully exploit these phenomena in realistic circuits and to achieve different functionalities on a single chip, the integration of optomechanical resonators is mandatory. Here, we propose a novel approach to heterogeneously integrated arrays of two-dimensional photonic crystal defect cavities on top of silicon-on-insulator waveguides. The optomechanical response of these devices is investigated and evidences an optomechanical coupling involving both dispersive and dissipative mechanisms. By controlling optical coupling between the waveguide and the photonic crystal, we were able to vary and understand the relative strength of these couplings. This scalable platform allows for unprecedented control on the optomechanical coupling mechanisms, with a potential benefit in cooling experiments, and for the development of multi-element optomechanical circuits in the frame of optomechanically-driven signal-processing applications
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Tremblay, Ronan. "Propriétés structurales, optiques et électriques de nanostructures et alliages à base de GaP pour la photonique intégrée sur silicium." Thesis, Rennes, INSA, 2018. http://www.theses.fr/2018ISAR0026/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur les propriétés structurales, optiques et électriques de nanostructures et alliages à base de GaP pour la photonique intégrée sur silicium. Parmi les méthodes d’intégration des semi-conducteurs III-V sur Si, l’intérêt de l’approche GaP/Si est tout d’abord discuté. Une étude de la croissance et du dopage de l’AlGaP est présentée afin d’assurer le confinement optique et l’injection électrique dans les structures lasers GaP. Les difficultés d’activation des dopants n sont mises en évidence. Ensuite, les propriétés de photoluminescence des boites quantiques InGaAs/GaP sont étudiées en fonction de la température et de la densité d’excitation. Les transitions optiques mises en jeu sont identifiées comme étant des transitions indirectes de type-I avec les électrons dans les niveaux Xxy et les trous dans les niveaux HH des boites quantiques InGaAs et de type-II avec les électrons dans les niveaux Xz du GaP contraint. Malgré une modification notable de la structure électronique de ces émetteurs, une transition optique directe et type I n’est pas obtenue ce qui reste le verrou majeur pour la promotion d’émetteurs GaP sur Si. La maitrise de l’interface GaP/Si et de l’injection électrique est par ailleurs validée par la démonstration de l’électroluminescence à température ambiante d’une LED GaPN sur Si. Si l’effet laser n’est pas obtenu dans les structures lasers rubans GaP, un possible début de remplissage de la bande Гdans les QDs est discuté. Enfin, l’adéquation des lasers à l’état de l’art avec les critères d’interconnections optiques sur puce est discutéeThis PhD work focuses on the structural, optical, electrical properties of GaP-based nanostructures and alloys for integrated photonics on silicon. Amongst the integration approaches of III-V on Si, the interest of GaP/Si is firstly discussed. A study of the growth and the doping of AlGaP used as laser cladding layers (optical confinement and electrical injection) is presented. The activation complexity of n-dopants is highlighted. Then, the photoluminescence properties of InGaAs/GaP quantum dots are investigated as a function of temperature and optical density. The origin of the optical transitions involved are identified as (i) indirect type-I transition between electrons in Xxy states and holes in HH states of quantum dots InGaAs and (ii) indirect type-II with electrons in Xz states of strained GaP. Despite an effective modification in the electronic structure of these emitters, a direct type I optical transition is not demonstrated. This is the major bottleneck in the promotion of GaP based emitters on Si. This said, the control of the GaP/Si interface and electrical injection are confirmed by the demonstration of electroluminescence at room temperature on Si. If no laser effect is obtained in rib laser architectures, a possible beginning of Г band filling in QDs is discussed. Finally, the adequacy of state of the art integrated lasers with the development of on-chip optical interconnects is discussed
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Bahri, Mounib. "Caractérisation structurale des hétérostructures à base de GaSb et de GaP épitaxiées sur silicium (001)." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS045/document.
Full textAbstract:
L'intégration monolithique des semi-conducteurs III-V sur silicium est une voix prometteuse pour la fabrication de composants électroniques et photoniques. Cependant, cette croissance s'accompagne de la génération d'une forte densité de défauts cristallins (dislocations résiduelles, macles et parois d'inversion). Au cours de ce travail de thèse, nous avons étudié les propriétés structurales, par diffraction des rayons X et microscopie électronique en transmission, d'hétérostructures à base de GaSb et de GaP épitaxiées sur silicium (001). Vu le fort désaccord paramétrique entre le GaSb et le Si (12.2%), la croissance s'accompagne de la génération d'une très forte densité de dislocations résiduelles. D'autres défauts sont présents dans la croissance de GaSb sur Si comme les macles. Ces défauts dépendent de la qualité cristalline du surface du substrat . La préparation de surface du substrat permet de diminuer la rugosité et de supprimer les contaminants présents. Dans ce contexte, nous avons mis au point un protocole de préparation adapté permettant de réduire la densité de macles générées à l'interface GaSb sur Si. Nous avons aussi réussi à réduire la densité de défauts en utilisant un super-réseau capable de filtrer les dislocations mais également d'aider à la fermeture des domaines d'inversion. L'efficacité du super-réseau dépend beaucoup de sa nature (nombre de périodes, épaisseur et contrainte des couches constituant le super-réseau) ainsi que sa position dans la structure. Nous avons aussi développer un modèle géométrique de recombinaison des dislocations. Ce modèle, nous a permis de mettre en évidence les interactions globales entre dislocations et de donner des paramètres d'interaction entre dislocations. Pour la croissance de GaP sur Si, le très faible désaccord paramétrique (0.37%) permet d'éviter le problème de relaxation plastique des structures à base de GaP. Les défauts essentiellement présents sont les domaines et les parois d'inversion. Nous avons montré que le taux de couverture initial en gallium sur le substrat en tout début de croissance a un effet prépondérant sur la présence de micro-macles mais également sur la taille et la densité des domaines d'inversion. D'autres paramètres de croissance sont également étudiés, comme la température, la vicinalité du substrat et l'utilisation de fines couches contraintes pour limiter le développement des domaines d'inversion. Nous avons observé que pour ces deux types d'hétérostructure (GaP/Si mais aussi GaSb/Si), la suppression de domaines d'inversion permet de réduire la rugosité. En troisième partie, nous avons étudié l'effet d'incorporation de l'azote sur le contraste des images STEM-HAADF des couches de GaPN. Contrairement à ce qui est attendu, les couches GaPN apparaissent toujours plus claires que le substrat de GaP, quelque soit la concentration en azote. Nous avons montré que le rapport des intensités HAADF des couches GaPN et GaP dépend de deux paramètres : la déformation effective de la maille de GaPN (par rapport à celle de GaP) et la présence des défauts ponctuels liés à l'incorporation d’azote. Une hypothèse avancée serait la présence de gallium en site substitutionnel du phosphore, voire en site interstitielMonolithique integration of III-V compound semiconductors on silicon makes possible the large scale integration of compound semiconductors for optical and electronic devices. However, the growth of III-V semiconductors on silicon generate several defects (threading dislocations, twins and antiphase boundaries). In this PhD thesis, we studied structural properties of GaSb-based and GaP-based hetero-structures grown on silicon using X-Ray diffraction and Transmission Electon Microscopy. Threading dislocations are the major defects in the growth of GaSb on Si because of the high lattice mismatch between the two materials(12.2%). Other defects like twins are presents on the growth of GaSb on Si. Twins are related to the crystalline quality of surface substrate (contaminants and roughness). We developed a cleaning process of surfaces which shows a high efficiency on twins density reduction. We reduced the high defects density using super-lattices . The super-lattices act not only as a dislocations filter but also help antiphase domains closure. The efficiency of super-lattices depends on its nature (thickness and strain) and its position on the structure. With our dislocations geometrical recombination model, we bring out the global interaction between dislocations and we define essential interaction parameters between dislocations. For the growth of GaP on Si, We have shown that the initial coverage of gallium on the substrate in the early stages of growth has a major effect on the presence of micro-twins, but also on the size and density of the antiphase domains. Due to the small lattice mismatch between GaP and Si (0.37%), antiphase boundaries and domains are the major defects on the GaP-based heterostructures. Antiphase domains can be blocked near the interface using specific growth conditions (substrate miscut, growth temperature, strained thin films). We showed with the two heterostructures (GaP-based and GaSb-based) that the suppression of antiphase boundaries decreases semiconductors roughness. We studied the influence of Nitride incorporation on the STEM-HAADF contrast of GaPN films. This inversed contrast (GaPN layers are more brilliant than GaP ) depend on two parameters: the deformation state of GaPN lattice compared to GaP one and the punctual defects related to the Nitride incorporation. Those defects can be Interstitial or anti-site Ga atoms
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Gendron, François. "Étude spectroscopique de métaux de transition dans les semi-conducteurs." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066001.
Full textAbstract:
Étude par RPE, absorption optique et photoluminescence de ZnS : Ni, ZnTe : Ni et GaAs : Ni, effets du champ magnétique et d'une contrainte. Mise en évidence d'une raie à zéro phonon dans les processus d'absorption, interprétation par la transition interne **(2)T::(2) -> **(2)E de Ni**(+) isolé.
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Wallart, Xavier Mollot Francis. "Contribution à l'étude de l'épitaxie d'hétérostructures à base de semi-conducteurs III-V phosphorés." Villeneuve d'Ascq : Université des sciences et technologies de Lille, 2007. https://iris.univ-lille1.fr/dspace/handle/1908/670.
Full textAbstract:
Reproduction de : Habilitation à diriger des recherches : Sciences physiques : Lille 1 : 2005.Synthèse des travaux en français. Recueil de publications en anglais non reproduit dans la version électronique. N° d'ordre (Lille 1) : 472. Résumé. Curriculum vitae. Titre provenant de la page de titre du document numérisé. Bibliogr. à la suite de chaque partie. Liste des publications et des communications.
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Couderc, Elsa. "Transport de charge dans des matériaux hybrides composés de polymères π-conjugués et de nanocristaux de semi-conducteurs." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00690554.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour but d'étudier le transport de charges photogénérées dans des matériaux hybrides composés de polymères π-conjugués et de nanocristaux de semi-conducteurs, conçus pour des applications en opto-électronique. La synthèse chimique permet d'obtenir des nanocristaux de CdSe à l'échelle du gramme ayant une faible polydispersité et des formes contrôlées (sphériques, branchées). Les ligands de surface des nanocristaux de CdSe sont échangés par de petites molécules (pyridine, éthanedithiol, phénylènediamine, butylamine, benzènedithiol) afin d'augmenter leur conductivité. L'échange de ligands modifie les niveaux énergétiques des nanocristaux, comme le montrent des études optiques et électrochimiques. Le poly(3-hexylthiophène) déposé sous forme de couches minces présente différents degrés de couplage intermoléculaire et de désordre énergétique selon la méthode de dépôt et le solvant utilisé. Dans les films hybrides, des mesures de diffraction de rayons X en incidence rasante montrent que la structuration cristalline de la matrice organique est modifiée par la présence des nanocristaux. Les mesures de Temps-de-Vol dans les couches hybrides montrent que les mobilités des trous et des électrons varient avec le contenu en nanocristaux, ainsi qu'avec leur forme et leurs ligands. De faibles fractions de nanocristaux provoquent une amélioration de la mobilité des trous, tandis que de plus grandes fractions la détériorent. Les mobilités électroniques sont soumises à une fraction-seuil, assimilable à un seuil de percolation. La fraction optimale de nanocristaux, du point de vue des mobilités des trous et des électrons, est de 36% en volume pour les nanocristaux sphériques avec les ligands de synthèse. Enfin, les simulations Monte-Carlo des courants transitoires photogénérés, dans un échantillon de poly(3-hexylthiophène) et dans un hybride, montrent d'une part que la distribution énergétique du poly(3-hexylthiophène) domine l'allure des courants simulés et d'autre part que les nanocristaux peuvent être assimilés à des sites difficilement accessibles du réseau cubique.
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Magri, Andrea. "Multifunctional complexes for molecular devices." Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAE036/document.
Full textAbstract:
Les semi-conducteurs organiques à base d’aluminium ont été systématiquement synthétisés et caractérisés par méthodes photo-physiques et électrochimiques. Une étude de leur relation structure-propriétés électroniques a été menée. Les orbitales frontières ont été comparées à celles obtenues par calcul. De nouvelles méthodes ont été utilisées permettant une description de la morphologie des SCOs et un calcul de mobilité des porteurs de charges associés. La mobilité des trous dans Al(Op)3 a été mesurée sur des transistors en film minces: 0.6-2.1×10−6cm2V−1s−1. Par des techniques de spectroscopie en photoémission, la surface de l’hybride Co/Al(Op)3 a été sondée, révélant deux états d’interfaces hybrides, où la polarisation de spin de HIS1 est 8% plus élevée comparée au cobalt nu, et 4% plus faible dans HIS2. Enfin, des aimant moléculaires à base de phénalényle ont été étudiés. [Dy(Op)2Cl(HOp)(EtOH)] présente notamment un gap énergétique de 43.8K et un temps de relaxation de 5x10-4 sAluminum-based organic semiconductors (OSCs) were systematically synthesized and studied by photophysical and electrochemical methods to identify a relationship between their chemical structure and electronic properties, using Alq3 as benchmark. Experimental HOMO and LUMO were compared to those computed. In addition, newly developed methods were implemented to generate morphologies and calculate charge carrier mobilities. The hole mobility of Al(Op)3 was measured in thin film transistors: 0.6-2.1×10−6 cm2V−1s−1. By photoemission spectroscopy techniques, the Co/Al(Op)3 hybrid interface was probed. Two hybrid interface states (HISs) were unraveled; the SP (spin polarization) of HIS1 is 8% higher than bare cobalt, whereas the SP of HIS2 is 4% lowered. At last, phenalenyl-based dysprosium SMMs (single-molecule magnet) were investigated. [Dy(Op)2Cl(HOp)(EtOH)] showed an energy gap of 43.8K and a quantum relaxation time of 5x10-4s
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Dhellemmes, Sébastien Mollot Francis Wallart Xavier. "Contribution à l'étude de l'épitaxie par jets moléculaires à grande échelle de semi-conducteurs phosphorés." Villeneuve d'Ascq : Université des sciences et technologies de Lille, 2007. https://iris.univ-lille1.fr/dspace/handle/1908/1002.
Full textAbstract:
Reproduction de : Thèse de doctorat : Sciences des Matériaux : Lille 1 : 2006.N° d'ordre (Lille 1) : 3821. Résumé en français et en anglais. Titre provenant de la page de titre du document numérisé. Bibliogr. à la suite de chaque chapitre.
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Côté, Denis. "Etude spectroscopique de defauts et d'impuretes dans les semi-conducteurs 3-5." Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066169.
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Etude, par absorption ir a transformee de fourier et a la temperature de l'helium liquide, des impuretes vanadium et hydrogene. Mise en evidence du vanadium ionise dans inp par spectroscopie sous contrainte uniaxe. Observation dans gaas, inp et gap des modes localises de vibration attribues a des complexes hydrogene-defaut. Etude analytique du couplage vibronique d'un etat electronique triplet a un mode de vibration triplement degenere dans le domaine du couplage fort
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Moroni, Didier. "Etude des proprietes optiques de semi-conducteurs composes iii-v et de puits quantiques par photoluminescence et excitation de la photoluminescence." Paris 6, 1987. http://www.theses.fr/1987PA066540.
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Identification des types de recombinaison entre 2 et 300k dans les couches epaisses de gainas et gainp epitaxiees sur leur support respectif inp et gaas. Etude de l'origine de la luminescence et variation en fonction de l'epaisseur du taux de capture des porteurs de la barriere dans les puits quantiques ingaas/inp. Determination du coefficient d'interdiffusion de al et ga aux interfaces dans les puits quantiques gaas/gaalas
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BENDRAOUI, ABDELLATIF. "Traitements chimiques et thermiques de composes semi-conducteurs iii-v a base de in, ga, as, p en vue d'une reprise d'epitaxie." Clermont-Ferrand 2, 1989. http://www.theses.fr/1989CLF21151.
Full textAbstract:
L'etat de surface des semiconducteurs iii-v avant la reprise d'epitaxie conditionne les proprietes electroniques et la stabilite des composants realises. Mise en evidence de l'aspect dynamique de stabilisation des composes iii-v a base de in, ga, p et as sous hydrures. Developpement d'une methode originale de stabilisation statique de ces composes a base de chlorures d'in. Analyse des resultats experimentaux et interpretation en utilisant des modeles theoriques bases sur la thermodynamique statistique
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Mortazavi, Amiri Narjes Beigom. "Relations entre motifs structuraux et dynamique de réseau dans les cristaux mixtes Cu-Zn-Sn-Se : études premiers principes." Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0333/document.
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Le travail porte sur les propriétés vibrationnelles de semi-conducteurs innovants, notamment les composés Cu2ZnSnSe4, Cu2ZnSnS4 de type kesterite, qui, dans le domaine du photovoltaïque, soutiennent la comparaison avec les matériaux leaders de type chalcopyrite, Cu(In,Ga)Se2. Un intérêt pratique immédiat pressenti est que les spectres de vibration devraient permettre de distinguer entre différentes phases structurales possibles à une composition donnée. Les modes de vibration sont abordés en utilisant une approche théorique premiers principes. Le manuscrit est divisé en cinq chapitres, dont le contenu est le suivant : (1) Une brève introduction sur le principe et les enjeux du photovoltaïque, les cellules solaires à base de composés semi-conducteur multinaires; le chapitre se termine par une description du diagramme de phase du système Cu-Zn-Sn-Se. (2) L’exposé de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) et la mise en œuvre de simulations numériques via le logiciel SIESTA. (3) Les propriétés vibrationnelles de Cu2ZnSnSe4 dans ses deux phases kesterite et stannite, étudiées par une méthode premiers principes, en faisant une comparaison détaillée et une analyse minutieuse mode par mode. (4) Les propriétés vibrationnelles de la phase secondaire Cu2SnSe3, une concurrente habituelle de la phase Cu2ZnSnSe4 lors de la croissance des échantillons. (5) Le calcul des phonons dans la structure Cu2ZnSnS4 contenant des défauts intrinsèques (lacunes; antisites), avec comme objectif l'évaluation des contributions vibrationnelles à l'entropie, et l'élaboration du diagramme de phases composition – température dans ce système multinaire. La conclusion générale récapitule les résultats, qui sont publiés dans 5 articlesThe works addresses vibrational properties of novel semiconductors, specifically the Cu2ZnSnSe4 and Cu2ZnSnS4 compounds of the kesterite structure, which, in the domain of photovoltaics, become competitive with leading materials of chalcopyrite type, notably Cu(In,Ga)Se2. The anticipated immediate practical interest of such study is that the vibration spectra are likely to make possible a distinction between different structural phases, possible for a given composition. The vibration modes are accessed by using a first-principle theory approach. The manuscript is divided into five chapters, with the following contents: (1) A brief introduction into the work principle and the problematics of photovoltaics, specifically of the solar cells based on multinary semiconductors; the chapter closes by the description of the phase diagram of the Cu-Zn-Sn-Se system. (2) An overview of the density functional theory (DFT) and of the technics of numerical simulations using the SIESTA code. (3) The vibrational properties of Cu2ZnSnSe4 in its two phases, kesterite and stannite, as studied by first-principles method, with a detailed comparison being done along with a thorough mode-by-mode analysis. (4) Vibrational properties of a secondary phase Cu2SnSe3, which often competes with the Cu2ZnSnSe4 phase in the process of sample growth. (5) Calculation of phonons in the Cu2ZnSnS4 structure containing intrinsic defects (vacances; anti sites), with the objective of estimating vibrational contributions to entropy and the correction of the composition - temperature phase diagram in this multi nary system. The general conclusion summarises the results which are published in 5 articles
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Moroni, Didier. "Etude des propriétés optiques de semi-conducteurs composés III-V et de puits quantiques par photoluminescence et excitation de la photoluminescence." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37608179v.
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