Dissertations / Theses: 'Couches de transport d'électrons'

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Lechevallier, Luc. "Phénomènes de transport d'électrons dans des films minces Au-Cr. Automatisation des procédures d'obtention et d'étude." Rouen, 1991. http://www.theses.fr/1991ROUE5031.

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Abstract:

Le texte présenté expose: a) les dispositifs ayant servi a l'élaboration en ultra-vide de couches minces d'alliages Au-Cr (épaisseur de 500 a à 3500 a, concentration de 10 % Cr à 50 % Cr) et à leur étude structurale et électrique; b) les résultats se rapportant a l'investigation cristallographique et aux propriétés de transport (conductivité, thermoélectricité, et effet hall); c) le système de coévaporation asservie, à commande numérique assure aux couches formées un profil de composition uniforme, reproduite avec une bonne résolution; performance s'avérant possible dans le cas d'alliages dilués par l'adoption d'une configuration spatiale appropriée des émetteurs et récepteurs des flux évaporants; d) la mise au point de l'interfaçage entre un microordinateur et un appareil de mesure précise de variations de résistance et de f. E. M. Thermoélectrique permet leur acquisition et leur traitement d'une façon conviviale et rapide. Au plan des résultats concernant nos couches, on note que: a) il se produit une cristallisation en une solution solide cubique a faces centrées pour des teneurs en chrome allant jusqu'a 50. %; b) l'évolution résistive typique en fonction de la température, observée à l'état massif pour la structure verre de spins ne se manifeste ici que dans une gamme restreinte de fortes concentrations (40 % Cr) en raison de la présence vraisemblable de clusters antiferromagnétiques; c) le pouvoir thermoélectrique de l'alliage comportant 38 % Cr passe de valeurs positives a des valeurs négatives lorsque la température augmente; d) le coefficient de hall constant de 100 k a 573 k change de signe pour une teneur en chrome voisine de 65 %; e) la réalisation de transducteurs extensométriques se révèle plausible du fait d'un coefficient de jauge voisin de 2 et d'un coefficient de température de l'ordre de 10#-#5 pour certaines compositions

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Garaud, Jean-Luc. "Transferts photoinduits d'électrons au niveau de membranes ultraminces et polymères." Montpellier 2, 1994. http://www.theses.fr/1994MON20241.

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Abstract:

Les travaux presentes dans ce memoire modelisent au moyen de membranes ultraminces bimoleculaires, la conversion d'energie lumineuse realisee au cours des etapes primaires de la photosynthese (absorption de photon et transferts d'electron). Nous avons etudie deux centres photosynthetiques modeles qui ont montre une aptitude plus ou moins marquee a assurer un transfert photoinduit d'electrons transmembranaire. Le premier est une supermolecule constituee d'un assemblage de quatre plans porphyrines (tetramere). Le deplacement d'electron intramoleculaire se fait a la suite d'une photooxydation interfaciale de l'une des porphyrines terminales du tetramere, c'est-a-dire, celle en regard de la phase aqueuse acceptrice. Le second modele fait appel aux fullerenes qui peuvent s'assembler au cur des membranes ultraminces en microagregats de quelques molecules. Les membranes photosensibilisees par des fullerenes ont montre, un bon rendement de transfert photoinduit d'electron. Nous avons pu montrer que les flux electriques photogeneres n'ont pratiquement aucune contribution ionique et que l'etat triplet photoexcite du fullerene intervient de facon majoritaire dans ces processus. Des mesures de durees de vie de fluorescence ont permis d'acceder a la constante de vitesse du transfert photoinduit d'electron a partir de l'etat singulet excite, qui peut etre egalement responsable du transfert d'electron, mais, dont la contribution dans ce processus est minoritaire. Ces proprietes de photoconduction de films ultraminces ont pu etre transposees dans le cas des fullerenes a des membranes epaisses polymeres. Les resultats, obtenus avec ces membranes, nous ont conduits a proposer le meme mecanisme que celui evoque pour les bicouches lipidiques: des films ultraminces se forment dans la porosite du polymere support et acquierent ainsi une stabilite mecanique plus importante, ainsi qu'une duree de vie tres nettement accrue

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Fournier, Olivier. "Synthèse par ALD et caractérisation de couches extractrices d'électrons pour application dans les cellules solaires à base de pérovskite." Electronic Thesis or Diss., Université Paris sciences et lettres, 2021. http://www.theses.fr/2021UPSLC025.

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Abstract:

L'intérêt éveillé par les cellules solaires à base de pérovskite dans la communauté photovoltaique (PV) est allé grandissant ces 10 dernières années, dû notamment aux excellentes propriétés opto-électroniques de ces matériaux, à la diversité de leurs applications potentielles et à leur attractivité économique.Cette technologie est attendue sur le marché du PV d'ici 2023, mais certains défis tels que la stabilité des cellules ou le passage à l'échelle industrielle restent à relever afin de garantir son industrialisation.Une stratégie consiste à optimiser les couches extractrices de charge qui doivent garantir une bonne sélectivité vis-à-vis des porteurs de charge et assurer une bonne interface avec la pérovskite.Le dépôt chimique en phase vapeur à flux alternés (Atomic Layer Deposition - ALD) est une méthode de dépôt industrielle permettant la synthèse de nombreux matériaux.Les films minces déposés par ALD sont denses, homogènes, sans piqûres, conformes, et leur épaisseur et leur composition peuvent être contrôlées à l'échelle nanométrique.L'ALD apparait donc comme un candidat idéal pour déposer ces couches extractrices de charge.Cette thèse s'est intéressée au développement et à la caractérisation de divers oxydes par ALD.Le SnO2 et le TiO2 ont été développés à l'Institut Photovoltaïque d'Île-de-France (IPVF) à partir de deux procédés pour chaque matériau.A partir des caractérisations des couches minces obtenues, un procédé a été retenu pour chaque matériau en vue d'une intégration dans un dispositif PV en tant que couches inorganiques extractrices d'électrons.L'intégration d'une couche compacte de TiO2-ALD (15 nm) dans une architecture mésoporeuse a été démontrée, et ses propriétés comparées à la couche compacte standard déposée par pyrolyse d'aérosol.Des efficacités de conversion similaires de 19% ont été montrées, ainsi qu'une meilleure homogénéité engendrant une meilleure reproductibilité des résultats; ce moyen de dépôt est maintenant utilisé pour les cellules de référence à l'IPVF.L'intégration du SnO2-ALD est aussi présentée.Une couche de 10 nm de SnO2 a montré des efficacités moyennes dues à un déficit dans le facteur de forme.L'ajout d'une couche organique a résolu ce problème et a permis d'atteindre des performances de 16%.Enfin, la modification de ZnO-ALD par des dérivés de l'acide phosphonique a été étudiée.L'organisation des molécules à la surface du ZnO, puis leur effet sur la croissance de la pérovskite ont été détaillés, mais les résultats de cellules complètes restent très faible
Perovskite solar cells have sparked a large interest in the photovoltaic community in the last 10 years due to their expedient optoelectrical properties, their vast scope of applications and their economical attractiveness.They are expected to reach the market by 2023, but challenges have to be tackled first, among which upscale and stability issues.To do so, a strategy is to work on the charge transport layers.They need to ensure a high selectivity towards one charge carrier, and have a good interface.Atomic layer deposition is an industrial deposition technique which allows for the synthesis of a large variety of materials.ALD layers are dense, homogeneous, conformal, pinhole-free and their thickness and composition can be controlled at the nano-scale.ALD hence appears as an ideal candidate to deposit the charge extraction layers.This thesis focuses on the development and on the characterization of various oxides by ALD.SnO2 and TiO2 have been developed at the Institut Photovoltaïque d'Île-de-France (IPVF) with two different processes for each material.Their properties in regard of an integration in perovskite solar cells as inorganic electron transport layers have been explored, and one process for each material has been chosen.The advantageous integration of a 15 nm-thick ALD-TiO2 layer has been demonstrated as compact blocking layer in a mesoporous architecture, and compared to a blocking layer deposited by spray pyrolysis.Similar power conversion efficiencies (PCE) up to 19% have been achieved, with a higher homogeneity of the ALD layer leading to a better reproducibility of the results now used in the baseline production at IPVF.The integration of ALD-SnO2 in planar structures is also discussed.The 10 nm-thick layer alone was found to give mediocre efficiencies due to a lack of fill factor.The addition of an organic interlayer solved this issue allowing for PCE up to 16%.Finally an analysis of the interface between ALD-ZnO modified by phosphonic acid derivatives and a perovskite absorber is proposed.The organization of the molecules at the surface of ZnO and their impact on the perovskite have been determined, but the performances of full devices are poor

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Sassine, Gilbert. "Etude du transport et du bruit dans les couches 2D de nanotubes de carbone." Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20182/document.

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Abstract:

Les travaux de la thèse ont porté sur l'étude, la réalisation, la caractérisation et la modélisation de films 2D à base de nanotubes de carbone. Dans le premier chapitre nous avons présenté des généralités sur les nanotubes de carbone. Ensuite, nous nous sommes intéressés aux jonctions nanotube-nanotube et plus particulièrement à la modélisation du transport dans les différents types de jonction (M/M), (M/SC) et (SC/SC). Avec le deuxième chapitre nous avons entamé l'étude des films 2D à base de nanotubes de carbone. Dans un premier temps nous nous sommes intéressés au transport électrique dans ces structures fortement inhomogènes, en particulier en décrivant les modèles analytiques rendant compte du phénomène de percolation tant au niveau de la conductance que du bruit en 1/f. La seconde partie du chapitre est entièrement consacrée à la fabrication et la caractérisation physico-chimique des films 2D L'objectif principal du troisième chapitre est la modélisation des films 2D de nanotubes de carbone. Par rapport aux autres modèles utilisés dans la littérature, le modèle développé dans cette partie est le seul à prendre en compte la nature physique de chaque jonction tube-tube : (M/M) ou (M/SC) ou (SC/SC). Notre modèle prend ainsi en compte les non linéarités des jonctions. La résolution numérique de ce système est optimisée : i) en utilisant la technique MNA, technique dont le principe consiste à linéariser chaque dipôle du circuit. ii) en parallélisant les calculs sur un cluster informatique d'une centaine de cœurs. Pour le calcul du bruit la même technique est utilisée mais avec, dans ce cas, l'utilisation de la méthode du réseau adjoint. Dans le quatrième chapitre, nous avons, dans un premier temps, présentés et analysés nos résultats expérimentaux concernant la mesure de la conductance et du bruit en 1/f. Quelles que soient les conditions de dépôt nous avons toujours observé un comportement de type percolation au niveau des grandeurs mesurées, conductance et niveau de bruit en 1/f. Nous avons utilisé les paramètres d'ajustement des lois de percolation pour comparer et analyser nos résultats. Il en ressort que l'impact du surfactant sur l'homogénéité de la solution, se retrouve au niveau des résultats électriques des couches déposées, montrant l'avantage d'utiliser du sel biliaire. Quant à l'influence de la densité des tubes, comme attendu, la conductance augmente avec celle-ci. Par contre nous avons remarqué que le bruit en 1/f était beaucoup plus sensible à ce paramètre, avec en particulier un changement significatif au niveau des paramètres de percolation en bruit mis en évidence à forte densité de nanotubes. La deuxième partie de ce chapitre est dédiée à la simulation des paramètres électriques de nos structures expérimentales. Nous avons paramétré l'énergie et la largeur des barrières de potentiel entre chaque jonction. Ces paramètres sont ajustés à partir des résultats expérimentaux et sont fonction de la nature du surfactant. Les résultats de ces simulations concernant la conductance et le niveau de bruit en 1/f s'accordent avec les mesures et dans tous les cas les lois de percolation macroscopique sont respectées, ce qui valide nos modèles ainsi que la possibilité d'intégrer de façon réaliste la différence structurale des surfactants. Pour rendre compte de la déviation de la loi macroscopique de percolation du bruit en 1/f, observée sur les films déposés à partir de solution à forte densité de surfactant, nous avons au niveau des simulations introduit et modulé le nombre d'amas (clusters) de nanotubes en fonction de la densité des couches. Là encore le bon accord observé avec les résultats expérimentaux nous permet de valider la présence d'inhomogénéités dues aux clusters de nanotubes dans nos dépôts
In this thesis we have focused on the fabrication, the characterization, and the modeling of 2D films based on carbon nanotubes.In the first chapter, we have presented general informations on carbon nanotubes. Then we are interested in the nanotube-nanotube junctions and particularly the modeling of transport in different types of junction (M/M), (M/SC) and (SC/SC).In the second chapter we have presented a study of 2D films based on carbon nanotubes. At first we present the electrical transport in these structures strongly inhomogeneous, especially in describing the analytical models accounting for the percolation phenomenon both in the conductance and 1/f noise. The second part of the chapter is devoted entirely to the manufacture and physico-chemical characterization of 2D films.The main objective of the third chapter is the modeling of 2D films of carbon nanotubes. Compared to other models described in the literature, the model developed in this section is the only one that take into account the physical nature of each tube-tube junction (M/M) or (M/SC) or (SC/SC). Our model takes into account the junction nonlinearity. The numerical solution of the system is optimized: i) using the MNA technique whose principle is to linearize each dipole in the circuit. ii) parallelizing computations on a computer cluster of a hundred core. For the noise simulation, the same technique is used but in this case, we have used the adjoint network method. In the fourth chapter, we have, at first, presented and analyzed our experimental results for conductance and 1/f noise. Whatever the deposition conditions we always observed a percolation-like behavior of our results. We used the fitting parameters of the percolation laws to compare and analyze our results. It appears that the impact of the surfactant on the homogeneity of the solution is found in the electrical measurement results of deposited films. As for the influence of the density of the tubes, as expected, the conductance increases with the increase of nanotubes density. We noticed that the 1/f noise was much more sensitive to this parameter, with in particular a significant change in the noise percolation parameters revealed at high density of nanotubes. The second part of this chapter is dedicated to the simulation of the electrical parameters of our experimental structures. These parameters are adjusted on the basis of experimental results and are based on the nature of the surfactant. The results of these simulations for the conductance and 1/f noise agree with measurements and in all cases the macroscopic percolation laws are respected, which validate our models. To bring to the fore the deviation from the noise percolation law observed in films deposited from solution with a high density of surfactant, we have introduced in our simulated structures a number of clusters of nanotubes according to the density of the deposited layers. Once again we observed a good agreement with the experimental results allowing us to validate the presence of clusters of nanotubes in our deposited films

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Baranov, Denis. "Etude combinée des propriétés locales et globales des supraconducteurs ultimes à deux dimensions." Thesis, Sorbonne université, 2019. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03330302.

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Abstract:

Ce manuscrit présente les résultats d'études expérimentales de quelques phénomènes supraconducteurs liés à la dimensionnalité réduite du système. Tout d'abord, la réalisation d’un dispositif expérimental destiné à mesurer les propriétés de transport électronique de couches minces et ultra-minces in-situ sous UHV est présentée. La méthode est validée par l’étude des propriétés de transport électronique de couches ultra-minces de NbN dont l’épaisseur et le désordre sont variés in-situ par pulvérisation cathodique (ions d’Ar). Deuxièmement, les supraconducteurs ultimes - des couches mono-atomiques de Pb et de Pb/Au sont élaborées sur Si (111) sous UHV; leurs propriétés locales et globales sont étudiées in situ en utilisant respectivement la microscopie et spectroscopie tunnel à balayage et le dispositif de mesures de transport électronique à basse température. Le rôle des atomes d'Au dans les propriétés supraconductrices est révélé. Troisièmement, le diagramme de phase de la nouvelle classe de supraconducteurs ferromagnétiques lamellaires EuFe 2 (As 0.79 P 0.21) 2 est exploré; des expériences de microscopie à force magnétique sont présentées. Deux nouvelles phases quantiques - état Meissner et état de vortex structurés en domaines sont découvertes. Un nouveau phénomène - la nucléation des paires vortex-antivortex à l'intérieur du matériau est observé
This manuscript presents the results of experimental studies of several superconducting phenomena related to the reduced dimensionality. First, an in-UHV set-up for measuring in-situ electronic transport properties of ultrathin films is realized. It is validated by studying transport properties of ultrathin films of NbN whose thickness and disorder are varied in-situ by Ar-ion sputtering. Second, ultimately thin superconductors - atomic layers of Pb and Pb/Au are grown on Si(111); their local and global properties as studied in-situ using, respectively, the Scanning Tunneling Microscopy and Spectroscopy and the electron transport set-up at low temperatures. The role of Au atoms in the superconducting properties is revealed. Third, the phase diagram of the new class of layered ferromagnetic superconductors EuFe 2 (As 0.79 P 0.21) 2 is explored; Magnetic Force Microscopy experiments are provided. Novel quantum phases – Domain Meissner State and Domain Vortex state are discovered. A new phenomenon - the nucleation of vortex-antivortex pairs inside the material is demonstrated

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Kusumawati, Yuly. "Oxide and composite electron transport layers for efficient dye-sensitized solar cells." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066240/document.

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Abstract:

Trois types des ETLs ont été développés et étudiés dans cette travaille comme une photoélectrode dans la cellule solaire à colorant (DSSC). Ils sont composés de (1) deux types de nanoparticules de TiO2-brookite, (2) le composite d'anatase et graphène et (3) la nanoparticule de ZnO qui a nanobâtonnet structure, respectivement. Toutes photoélectrodes sont préparées par le technique « doctor blade ». La morphologie des photoélectrodes ont été caractérisées par microscopie électronique à transmission (MET) et microscopie électronique à balayage (MEB). Les épaisseurs de couche sont mesurées en utilisant la profilométrie. Pour les films caractérisations structurelles, une haute résolution diffractomètre à rayons X a été utilisée. La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) et micro-Raman ont été effectués pour vérifier la préparation composite TiO2_Gr. Les propriétés des films optiques ont été enregistrées avec un spectrophotomètre équipé d'une sphère d'intégration de techniques. Les performances de cellules ont été obtenues en mesurant les courbes IV des cellules sous illumination calibré. Pour atteindre une compréhension profonde du fonctionnement de la cellule, la spectroscopie d'impédance (IS) technique a été étudiée sur une grande gamme de potentiel appliquée. En faisant est l'étude, la structure électronique, porteurs de charge à vie (tn), le transport / heure de collecte (ttr) et les paramètres de transport d'électrons des couches ont été déterminées. L'étude soin de leurs propriétés a révélé non seulement leurs avantages mais aussi leur limitation. Cette information sera bénéfique comme une considération pour les travaux futurs
Three kinds of ETL have been developed and studied in this present work as a photoelectrode in DSSC. Those composed of (1) two kinds of TiO2-brookite nanoparticles, (TiO2_B1 and TiO2_B2), (2) the composite of anatase and graphene (TiO2_Gr) and (3) the nanorods like ZnO nanoparticles (ZnO_NR), respectively. All photoelectrode are prepared by doctor blading technique. The morphology of photoelectrodes have been characterized using transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM). The layer thicknesses were measured using profilometry. For the film structural characterizations, a high-resolution X-ray diffractometer was used. The Fourier transform infrared (FTIR) and micro Raman measurement have been carried out to verify the TiO2_Gr composite preparation. The optical film properties (total transmission and total reflection) were recorded with a spectrophotometer equipped with an integrating sphere techniques. The cell performances were obtained by measuring the I-V curves of the cells under calibrated illumination. To achieve an in-deep understanding of the cell functioning, the impedance spectroscopy (IS) technique has been studied over a large applied potential range. By doing IS study, the electronic structure, charge carrier lifetime (tn), transport/collection time (ttr) and electron transport parameters of the layers have been determined. The carefully study of their properties has revealed not only their advantages but also their limitation. This information will be beneficial as a consideration for the future work

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Hu, Zhelu. "Investigations towards more performing and more stable solution-processed hybrid perovskite solar cells." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2020. http://www.theses.fr/2020SORUS329.

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Abstract:

Dans cette thèse de doctorat, je me suis concentré sur l'optimisation et les stratégies concernant la couche de transport d'électrons (ETL), la couche active à base de pérovskite hybride et leurs interfaces dans les cellules solaires fonctionnelle,de pérovskite. En ce qui concerne l'étude des ETL, j'ai réalisé deux travaux : l'un porte sur la comparaison d'une architecture simplifiée de cellules solaires planaires à base de pérovskite sans ETL avec celle d'un ETL plan en TiO2 (décrit au chapitre 2) ; un autre travail porte sur la comparaison des cellules solaires à base de pérovskite avec des nanocolonnes de Ti02(NA) orientées à celles comportant simplement une ETL de TiO2 plane et non nanostructurée (chapitre 3). Lors des recherches sur la couche active de pérovskite, la pérovskite à cations mixtes et aux halogénures mixtes a été utilisée,dans trois axes de travail distincts. J'ai tout d'abord optimisé et maximisé la taille des grains de la couche active de pérovskite (chapitre 2). Ensuite, j'ai étudié des films de pérovskite hybride nano-structurés et leur amélioration au niveau de la collection de la lumière (chapitre 6). J'ai aussi étudié les propriétés thermiques des films minces de pérovskite à cation mixte et j'ai notamment déterminé leur conductivité et leur diffusivité thermique. L'étude contribue à comprendre leur meilleure stabilité thermique par rapport aux pérovskite à base d'iodure de plomb de méthylammonium (MAPbI3) (voir chapitre 4). Enfin, j'ai étudié les méthodes de passivation pour atténuer la recombinaison de la charge interfaciale et pour améliorer la stabilité des cellules solaires de pérovskite (chapitre 5)
In this Ph.D. thesis,I have been focused to investigate optimizations and strategies concerning the electron transportlayer (ETL),the hybrid perovskite active layer, and their interfaces in functional perovskite solar cells. On the investigatior of ETLs, I have performed two works: One is on the comparison of a simplified ETL-free planar perovskite solar cells,architecture to that with a planar TiO2 ETL (described in Chapter 2); Another work is on the comparison of perovskite,solat cells with well-oriented one-dimension TiO2 nanocolumn (NA) ETL to those with a planar TiO2 ETL (Chapter 3).On,the investigations of the perovskite active layer, mixed-cation and mixed-halide perovskite was applied into three,relevant works: (1) I optinized and maximized the grain size of the perovskite active layer (Chapter 2); (2) I studied nano-,structured hybrid perovskite fims and their light-harvesting enhancement (Chapter 6): (3) I investigated the thermal,properties of mixed-cation perovskite thin films to understand their improved thermal stability compared to,methylammonium lead iodide (MAPbi3) perovskite (Chapter 4). In addition, I studied passivation methods to alleviate the interfacial charge recombination and to improve the stability of perovskite solar cells (chapter 5)

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Torchut, Elisabeth. "Etude électrochimique de la fonctionnalité de l'ubiquinone et d'une oxydoréductase membranaire dans une structure lipidique artificielle." Compiègne, 1993. http://www.theses.fr/1993COMPD617.

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Abstract:

De nombreux systèmes modelés ont été développés, depuis quelques années, pour comprendre les aspects structuraux et fonctionnels des membranes biologiques. Ainsi, les couches de phospholipides supportées sur des substrats solides sont des modèles dynamiques de plus en plus utilisés, notamment pour les mesures de diffusion latérale des constituants membranaires. Ce travail propose l'adaptation et l'utilisation des techniques électrochimiques pour l'étude des propriétés structurales et dynamiques d'un système biomimétique. Le système d'étude est une électrode microstructurée composée d'un film d'oxyde d'aluminium microporeux recouvert d'or à une extrémité. Les monocouches de lipides sont formées par adsorption et fusion de vésicules de phospholipides sur la surface des pores alkylée en présence d'octadecyltrichlorosilane. Les caractéristiques structurales et dynamiques du système sont déterminées par voie électrochimique (voltamètrie cyclique et chronocoulométrie) en utilisant l'octadecylmethylviologene comme sonde électroactive. Nous avons ainsi pu mettre en évidence la diffusion latérale de molécules en deux dimensions. Un transporteur naturel d'électrons, l'ubiquinone, a été incorporé dans la monocouche de lipides. Il est alors possible de montrer que la diffusion des transporteurs d'électrons est mesurable par voie électrochimique sans marquage préalable de la molécule. L'électrocatalyse enzymatique bidimensionnelle permet de mettre en évidence l'insertion de la pyruvate oxydase d'escherichia coli dans la structure. Le courant catalytique obtenu reflète la diffusion latérale de l'ubiquinone, sa régénération électrochimique et la réaction catalytique entre l'ubiquinone et la pyruvate oxydase. Nous montrons ainsi qu'il est possible de faire évoluer le système vers des niveaux de complexité supplémentaire.

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Vasseur, Gabriel. "Transport mésoscopique dans des systèmes d'électrons fortement corrélés." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2006. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2006/VASSEUR_Gabriel_2006.pdf.

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Abstract:

À l’heure où la miniaturisation électronique atteint ses limites, une meilleure compréhension du transport quantique à travers des systèmes de dimensionalité réduite, dans lesquels l’interaction entre électrons ne peut plus être ignorée ou même traitée comme une perturbation, devient primordiale. La description théorique du transport électronique dans de tels systèmes est de fait un des problèmes majeurs de la physique mésoscopique actuelle. Le traitement correct des corrélations introduites par l’interaction est un problème extrêmement non-trivial et malgré les nombreux travaux entrepris dans cette thématique et les résultats accumulés, beaucoup reste à faire pour réellement comprendre les effets des corrélations dans les nano-systèmes. L’approche retenue dans cette thèse consiste à simuler sur ordinateur des modèles physiques simplifiés et à se limiter à des tailles suffisamment petites pour pouvoir faire un traitement numérique exact. Le but est de mettre en évidence les mécanismes qui prennent place dans ces modèles et qui peuvent être similaires à ceux qui apparaissent dans les systèmes réels. En calculant numériquement (à l’aide de la technique de diagonalisation exacte de Lanczos) la statistique des niveaux d’énergie multi-particules, nous avons étudié les effets combinés du désordre et de l’interaction dans les systèmes bidimensionnels. Alors que l’interaction diminue les corrélations spectrales et donc augmente la localisation des électrons (caractère isolant) dans le régime de faible désordre, un comportement non-monotone apparaît dans le régime de fort désordre. Dans ce régime, alors que les électrons sont déjà localisés par le désordre, une interaction modérée a un effet délocalisant. Cette conclusion est confirmée par une étude de la structure des fonctions d’onde multiparticules. L’effet de délocalisation peut être compris comme résultant de réorganisations de charge dues à une compétition entre le désordre et l’interaction pour établir la structure de l’état fondamental. Nous nous sommes également intéressé à l’influence des corrélations sur la conductance des boîtes quantiques. Pour calculer numériquement la conductance en prenant en compte toutes les corrélations, nous avons utilisé une méthode récemment développée : la méthode de la boucle, utilisant un code basé sur l’algorithme DMRG. La généralisation de la méthode à des systèmes inhomogènes a permis d’étudier l’effet d’une tension de grille sur la conductance d’une chaîne en interaction. Bien que le couplage entre la chaîne et les fils jouant le rôle de réservoirs soit parfait dans notre modèle, nos résultats numériques, étendus par une étude analytique dans la limite de forte interaction, montrent que le blocage de Coulomb apparaît sous l’effet des corrélations. L’existence de ce blocage de Coulomb en l’absence de barrières de potentiel constitue le résultat le plus important de cette thèse. Enfin, nous avons aussi travaillé au développement de la méthode de la boucle pour des systèmes avec spin. Introduire ce degré de liberté est bien évidemment souhaitable en vue d’améliorer le réalisme des modèles étudiés. Les premiers résultats que nous avons obtenus montrent que la méthode est toujours valable pour ces systèmes.

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Wiedmann, Steffen. "Nouvelles propriétés de transport dans les systèmes d'électrons multicouches." Thesis, Toulouse, INSA, 2010. http://www.theses.fr/2010ISAT0018/document.

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Abstract:

Ce travail de cette thèse présente les études sur l'influence du nouveau dégrée de liberté quantique, causé par le couplage tunnel entre les couches, sur les propriétés de transport des multi-puits quantiques dans un champ magnétique, à basse température, et sous irradiation micro-ondes. De nouvelles oscillations de résistance sont observées dans les systèmes d’électrons bi- et multicouches. Elles résultent d'une interférence entre les oscillations entre les sous-bandes et les oscillations induites par les micro-ondes. Des états à résistance nulle apparaissent lorsque les systèmes bicouches de haute qualité sous irradiation micro-ondes même en présence d’une diffusion additionnelle. Le mécanisme inélastique de la photorésistance est la contribution dominante à basses températures et sous un champ électronique modéré. Ce modèle confirme l'intégrité des estimations théoriques pour le temps de relaxation inélastique et mène à une explication satisfaisante de la photorésistance dans les systèmes d’électrons bi-et multicouches. Dans un champ magnétique intense, la suppression de l’effet tunnel entre les couches provoque des nouveaux états corrélés à cause d’une interaction électron-électron entre les différentes couches. Dans cette thèse, les systèmes électroniques tricouches, formés par de triples puits quantiques révèlent de nouveaux états de l’effet Hall Quantique fractionnaire si l’effet tunnel est supprimé par une composante parallèle du champ magnétique aux très basses températures (mK)
This work is devoted to the investigation of the influence of the additional quantum degree of freedom caused by tunnel coupling on transport properties of multilayer electron systems in magnetic fields, at low temperatures and under microwave excitation. Microwave-induced resistance oscillations in bi- and multilayer electron systems are the consequence of an interference of magneto-intersubband and microwave-induced resistance oscillations which leads to peculiar oscillations in magnetoresistance. High-quality bilayer systems exposed to microwave irradiation exhibit zero-resistance states even in the presence of intersubband scattering. The inelastic mechanism of microwave photoresistance is found to be the dominant contribution at low temperatures and moderate microwave electric field. This model confirms the reliability of theoretical estimates for the inelastic relaxation time and leads to a satisfactory explanation of photoresistance in bi- and multilayer electron systems. In high magnetic fields, the suppression of tunnelling between layers causes new correlated states owing to electron-electron interaction in neighboured layers. In this thesis, trilayer electron systems formed by triple quantum wells reveal new fractional quantum Hall states if tunnelling is suppressed by a parallel component of the magnetic field at mK temperatures

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Zeng, Hong Sheng. "Étude de la formation de films minces de siliciures de fer par spectroscopies d'électrons." Lille 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LIL10172.

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Abstract:

Nous avons étudié sous ultra-vide, par des techniques d'analyse in-situ (aes, els, del, seelfs) et ex-situ (sem, résistivité électrique, effet Hall) la formation et la croissance des siliciures de fer obtenus par recuit de films minces de fer déposés sur si(111). En particulier, nous avons appliqué la spectroscopie seelfs au seuil l23 du fer pour caractériser l'environnement atomique local dans cette étude. Lors de recuits de films de 20 à 100 angströms d'épaisseur, les phases intermédiaires fe3si et fesi se forment pour des températures inférieures à 400 degrés tandis qu'à partir de 450 degrés, nous avons déterminé la formation de la phase semiconductrice fesi2 bêta. Ainsi, nous avons pu obtenir des films d'environ 200 angströms de fesi2 bêta épitaxie dont le caractère semiconducteur a été confirmé par des mesures électriques. Pour améliorer la qualité d'épitaxie, nous avons ensuite tenté de réaliser la croissance à partir d'une couche tampon. Lors de la formation de l'interface à température ambiante, le composé interfacial, de type fesi, ne pouvant servir de couche tampon, nous avons donc réalisé des recuits sur des films ultra-minces inférieurs à 10 angströms. Dans ce cas, une nouvelle phase métastable fesi2 gamma semble coexister avec la phase fesi contrainte. D'autres méthodes d'élaboration sont donc à explorer pour améliorer la qualité d'épitaxie de fesi2 bêta.

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Bennaceur, Keyan. "Transport électronique dans le graphène." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00584925.

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Abstract:

Ce travail porte sur l'étude du transport électronique dans le graphène, en particulier à fort champs magnétiques, en régime d'Effet Hall Quantique. Il a pu être mis en évidence les mécanismes de transport électronique à énergie finie dans ce régime, les lois d'universalité de l'effet Hall quantique observées dans les gaz bidimensionnels d'électrons ont été retrouvées. Nous avons aussi pu observer pour la première fois la transition entre un régime de transport avec interactions et un sans interaction électronique grâce aux effets d'écrantage de la grille permettant de doper le graphène. Cette transition permet de confirmer une loi de saut à pas variable donnée par Efros-Shklovskii comme mécanisme de transport dominant dans l'effet Hall quantique.

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Iacovella, Fabrice. "Transport électronique sous champ magnétique intense dans des gaz d'électrons bidimensionnels." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30075/document.

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Abstract:

Cette thèse présente une étude de transport électronique dans des gaz d'électrons bidimensionnels sous champ magnétique intense (60T). La première partie est dédiée au gaz d'électrons formé à l'interface entre deux isolants de bandes LaAlO3/SrTiO3. Sur la plage de champ magnétique exploré, la non-linéarité de la résistance de Hall permet d'établir un régime de conduction multi-bande. Une majorité des porteurs de charge de faible mobilité (µ ~100 cm2/Vs) occupe une bande tandis qu'une minorité de porteurs de haute mobilité (µ>1000 cm2/Vs) occupent au moins deux autres bandes de conduction. La présence d'oscillations de Shubnikov-de Haas à très basse température (450mK) est associée aux porteurs de haute mobilité. La fréquence et l'amplitude des oscillations sont profondément modifiées lorsque la densité de porteurs est modulée par couplage électrostatique. Cette étude laisse entrevoir un système électronique complexe, encore peu exploré et dans lequel un nombre important de paramètres (conditions de croissance, densité de porteurs ...) sont susceptibles d'affecter les propriétés de transport électronique. La deuxième partie est consacrée à l'étude de films inhomogènes de graphène issus d'un dépôt chimique en phase vapeur. Deux échantillons aux propriétés électroniques radicalement différentes ont été étudiés. L'un d'entre eux est constitué d'un ensemble de grains de graphène multi-feuillets fortement couplés les uns aux autres. De larges oscillations de la magnéto-résistance sont observées sous champ magnétique intense, présentant un caractère pseudo-périodique en fonction du facteur de remplissage. Cette observation suggère un régime de transport dans lequel la formation des niveaux de Landau est propre à chaque "grains" de graphène multi-couche, prévenant ainsi l'établissement du régime d'effet Hall quantique sans pour autant détruire la quantification du spectre énergétique en niveaux discrets dans la réponse globale de l'échantillon. Dans un autre échantillon, la présence d'un désordre fort localise la fonction d'onde au niveau des impuretés ou des grains de graphène multi-couche. A basse température, la conductivité est nulle (caractère isolant) tant que la tension de polarisation ne dépasse pas un certain seuil. Dans ce régime de transport, la magnéto-résistance positive observée expérimentalement possède la forme fonctionnelle du modèle VRH (Variable Range Hopping), impliquant le confinement magnétique des fonctions d'onde électroniques. La troisième partie est consacrée à la recherche des états conducteurs de surface dans les isolants topologiques, en particulier les composés Bi2Se3 et Bi2Te3. L'existence de ces états électroniques aux propriétés particulières a été prédite par de nombreuses études théoriques et confirmée expérimentalement par ARPES. Leur mise en évidence par transport électronique reste cependant controversée. Nous avons souhaité utiliser un champ magnétique intense pour tenter de révéler ces états de surface à travers l'observation d'oscillations de Shubnikov-de Haas à très basse température. Bien que les résultats obtenus n'aient pas permis d'apporter une preuve irréfutable du phénomène recherché, ces derniers seront commentés au regard de la littérature existante
This PhD thesis focuses on electronic transport properties of two-dimensional electron gases (2DEG) under high magnetic field (60T). The first part is dedicated to the 2DEG formed at the interface between two band insulators, namely LaAlO3/SrTiO3. In the range of available magnetic field, the nonlinearity of the Hall resistance reveals a multi-band conduction system. We have found that a majority of charge carriers with low mobility (µ ~100 cm2/Vs) occupies one conduction band and a minority of high mobility carriers (µ> 1000 cm2/Vs) occupies at least two conduction bands. The presence of Shubnikov-de Haas oscillations at very low temperature (450mK) is mostly associated with the high mobility carriers. The frequency and amplitude of the oscillations are substantially modified when the carrier density is modulated by electrostatic coupling, suggesting a complex electronic system whose transport properties are strongly influenced by many external parameters (growth conditions, carrier density, temperature, quality of the interface, etc). The second part is devoted to the study of inhomogeneous graphene films deposited by chemical vapor deposition. Two samples with radically different electronic properties were studied. One of them consists of a random array of few-layer-graphene grains strongly coupled to each other. Large oscillations in the magneto-resistance are observed in high magnetic field. These oscillations are pseudo-periodic as a function of the filling factor suggesting the onset of Landau level quantization particular to each grain which, subsequently, prevents the establishment of the quantum Hall regime. In another sample, the presence of strong disorder localizes the electronic wave function close to impurities or grains of multi-layer graphene. The transport regime can be described by a model of thermally activated electron hopping. At low temperatures, the conductivity is zero (insulating behaviour) provided the bias voltage does not exceed a certain threshold. Once this threshold is reached, the charge transport is well described by a model which considers an array of weakly (capacitive) coupled conducting islands. The experimental positive magneto-resistance in high magnetic field satisfies the predictions of the VRH model (Variable Range Hopping) involving magnetic-induced shrinkage of the electronic wave functions, in consistency with the low temperature charge localization regime. The third part is devoted to the search for the surface states in topological insulators, especially in the Bi2Se3 and Bi2Te3 compounds. The existence of such surface states with special electronic properties was predicted by many theoretical studies and experimentally confirmed by Angle Resolved Photo Emission Spectroscopy. However, signatures of surface conducting states probed by electronic transport remain controversial. In this perspective, we took advantage of very high magnetic field to investigate on surface state induced Shubnikov-de Haas oscillations at very low temperature. Although the results did not provide convincing evidence of the expected phenomena, they are discussed in the context of the existing literature and pave the way for further researches

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Benisty, Henri. "Couches d'accumulation geantes a diverses interfaces silicium/electrolyte solide : effet de champ par voie electrochimique." Paris 6, 1989. http://www.theses.fr/1989PA066042.

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Abstract:

La faisabilite d'interface si/electrolyte solide est demontree. Avec des electrolytes polymeres a base de poly(oxyethylene), des mesures de capacite interfaciale montrent l'existence de couches d'accumulation geantes alors que la mobilite de ces electrons mesuree par transconductance diminue. Des pretraitements chimiques de la surface du silicium stabilisent l'interface vis-a-vis du vieillissement et permettent l'etude de la mobilite en fonction de la temperature et de la densite accumulee

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Dubus, Alain. "Application de méthodes de neutronique au transport d'électrons à basse énergie dans les solides et notamment à l'émission d'électrons secondaires." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 1987. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/213435.

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Voisin, Benoit. "Contrôle d'électrons et de dopants uniques dans des transistors silicium." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENY067/document.

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Abstract:

Les récents progrès de fabrication des transistors en silicium-sur-isolant concernent la réduction de leurs dimensions, qui atteignent désormais quelques dizaines de nanomètres, et l'amélioration des contacts. Cela permet l'étude des premiers électrons du canal à basse température. Ceux-ci sont confinés dans les coins du nanofil, où le champ électrique est le plus intense. La dégénérescence de vallée du silicium est alors levée, donnant lieu à un singulet comme état à deux électrons de plus basse énergie en champ magnétique nul. La proximité de contacts quasi-métalliques permet l'étude des interactions entre ces électrons confinés et les électrons de la bande de conduction des contacts à travers l'effet Kondo et le Fermi-edge singularity.D'autre part les dopants, ingrédients essentiels de la fabrication de ces transistors, offrent naturellement une levée de dégénérescence de vallée de par leur fort potentiel de confinement. En variant le champ électrique transverse, nous étudions l'influence de l'environnement complexe sur l'ionisation d'un dopant selon sa position dans le canal. Nous avons ensuite réalisé le premier transistor à atomes couplés, où le transport est contrôlé par l'alignement des niveaux de deux atomes en série, facilitant la spectroscopie: nous mesurons une séparation entre les deux premiers états d'un dopant de l'ordre de 10 meV, un ordre de grandeur plus grand que celle des premiers électrons de la bande de conduction. Cette séparation permet de manipuler les états électroniques dans le régime de la dizaine de gigahertz. Une expérience d'interférométrie à un électron entre deux dopants est réalisée, ouvrant la voie vers des manipulations cohérentes dans des systèmes à dopants uniques
Recent progress in Silicon-On-Insulator transistors fabrication have concerned a dimensions reduction, up to a few tens of nanometers, and an improvement of the leads. This allows to study the few electrons regime at low temperature. These latter are confined in the corners of the nanowire, where the electric field is maximized. This leads for the silicon valley degeneracy to be lifted, with a singlet for the two-electron ground state at zero magnetic field. We also investigate the interactions between these confined electrons and the electrons of the contacts conduction bands, with the Kondo effect and the Fermi-edge singularity.The dopants, essential ingredients of the transistors fabrication, naturally lift the valley degeneracy thanks to their deep confinement potential. First, by tuning the transverse electric field, we investigate the influence of the complex environment on a donor's ionization according to its position in the nanowire. We then realized the first Coupled-Atom Transistor, where the transport is controlled by the alignment of the ground states of two dopants placed in series. We could measure an energy splitting between the two first states of the order of 10 meV, one order of magnitude larger than that of the first electrons of the conduction band. This large separation allows to manipulate the electronic states in the ten's gigahertz regime. We induce one-electron interferences between the ground states of the two dopants, opening the way towards coherent electron manipulations in dopant-based devices

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Tournier-Colletta, Cédric. "Etude par spectroscopies d'électrons d'interfaces métalliques et semiconductrices." Thesis, Nancy 1, 2011. http://www.theses.fr/2011NAN10109/document.

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Abstract:

Cette thèse présente une étude des propriétés électroniques de systèmes de basse dimension à base de métaux et de semiconducteurs. La première partie de l'étude traite le confinement de l'état de Shockley dans des nanostructures tridimensionnelles d'Ag(111), par des mesures STM/STS à très basse température (5 K). Nous avons d'abord analysé en détail la structure en énergie et la distribution spatiale des modes confinés. Nous avons ensuite mis à profit la nature discrète du spectre en énergie pour étudier le temps de vie des quasiparticules. Un comportement typique de liquide de Fermi est mis en évidence, et nous montrons que le mécanisme de diffusion dominant est associé au couplage électron-phonon. La contribution extrinsèque provenant du confinement partiel de l'onde électronique a également été obtenue. Une loi d'échelle est observée avec la taille des nanostructures, ce qui permet d'extraire un coefficient de réflexion plus important que dans de simples ilôts monoatomiques. La seconde partie de l'étude est consacrée aux couches ultra-minces semiconductrices obtenues par dépôts d'alcalins (K, Rb, Cs) sur la surface Si(111):B-[racine]3. Ce travail résout la controverse concernant la nature de l'état fondamental de ce système, et notamment l'origine de la reconstruction 2[racine]3 obtenue à la saturation du taux de couverture. La compréhension en amont de la structure cristallographique permet d'élucider les propriétés électroniques. Nous montrons qu'une approche à un électron, conduisant à un isolant de bandes, décrit le système de manière convaincante, malgré l'indication de forts effets polaroniques. Ce résultat est le fruit d'une étude approfondie combinant des techniques diverses et complémentaires (LEED, ARPES, XPS, STM/STS et calcul DFT)
This thesis is devoted to the electronic properties of low-dimensional systems based on metal and semiconducting materials. The first part deals with the Shockley state confinement in Ag(111) nanostructures, by means of very-low temperature (5 K) STM/STS measurements. We study the electronic structure and spatial distribution of the confined modes. Then the discrete nature of the electronic spectrum allows one to yield the quasiparticule lifetime. A Fermi-liquid behaviour is evidenced and we show that the dominant decay mechanism is attributed to the electron-phonon coupling. The extrinsic contribution arising from the partial confinement of the electronic wave is obtained as well. A scaling law with the nanostructure width is demonstrated, from which we deduce a higher reflection amplitude than in monoatomic islands. In the second part of the thesis, we study semiconducting ultra-thin films produced by alkali (K, Rb, Cs) deposition on the Si(111):B-[root of]3 surface. This work solves the controversy concerning the ground state of this system, and especially the nature of the 2[root of]3 surface recontruction obtained at saturation coverage. Prior understanding of the crystallographic structure allows to elucidate the electronic properties. We show that a one-electron picture, leading to a band insulator scenario, gives a good description of the system, in spite of strong polaronic effects. This conclusion results from an in-depth, combined study of complementary techniques (LEED, ARPES, XPS, STM/STS and DFT calculations)

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Rochdi, Nabil. "Propriétés de transport de microstructures et nanostructures de silicium." Aix-Marseille 2, 2007. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2007AIX22068.pdf.

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Abstract:

L’étude porte sur le transport, électronique et de spin, dans des microstructures et nanostructures à base de silicium, le matériau phare de l’industrie microélectronique. Nous avons étudié un procédé de lithographie assistée par microscope à force atomique (AFM) pour fabriquer des nanofils sub-100-nm ultraminces (8 à 15 nm) de silicium, connectés à une structure de test sur silicium sur isolant (SOI). Les mesures électriques ont mis en évidence le comportement de transistor à effet de champ (FET) des nanocircuits. Le piégeage des électrons aux défauts d’interfaces et de l’oxyde, est la cause de la déplétion cumulative des fils ultraminces au cours des mesures successives I(V). Le dépiégeage peut être contrôlé par application d’une tension sur la grille du nanofil. Les fils ont ainsi révélé un effet mémoire (écriture/lecture par piégeage/dépiégeage sous tension de grille positive/négative). Nous avons par ailleurs étudié le transport du spin dans un canal de silicium. L’étude théorique a souligné la possibilité d’utiliser un faible champ magnétique pour manipuler le spin en obtenant des longueurs de précession et de diffusion de spin micrométriques, compatibles avec la technologie actuelle. L’injection et la collecte électriques ont été réalisées dans un dispositif mémoire magnétique intégrée sur silicium (MEMIS), similaire à un SpinFET. Néanmoins, la qualité des jonctions hybrides métal ferromagnétique/isolant/silicium (FMIS) conditionnent l’efficacité d’injection et de collecte du spin et de l’effet de magnétorésistance ; dans ce sens, nous avons exploré quelques techniques d’élaboration de jonctions Co/AlO/Si et Co/MgO/Si avec des oxydes minces de l’ordre du nanomètre. Nous avons obtenu des jonctions FMIS avec une injection électrique par tunnel direct, ce qui présente une piste prometteuse pour l’injection cohérente du spin. Nous avons également caractérisé des jonctions redresseur semiconducteur ferromagnétique /semiconducteur (MSS) du type Ge3Mn5/Ge qui se sont avérées très intéressantes pour l’injection du spin
This thesis work deals with the study of transport properties, of both charge and spin, in silicon-based microstructures and nanostructures. We have studied the fabrication process of connected low section (100 x 8 nm2) silicon nanowires (SiNWs) using atomic force microscope (AFM) lithography on thinned silicon on insulator (SOI) samples. Electrical measurements highlighted typical Field Effect Transistor (FET) behaviour of these SiNWs. Electron trapping in oxide or at interfaces is responsible of the cumulative depletion of the wires during the successive I(V) measurements. Electron release is obtained by application of a voltage on the wire gate. So the wires exhibited a memory effect in which the writing / reading process occurs by electron trapping / de-trapping controlled by application of a positive / negative voltage on the device gate. Furthermore, we studied the spin transport in a silicon substrate. Numerical evaluation of spin transport in drift-diffusive regime reveals spin diffusion and spin precession lengths of several microns, under a weak external magnetic field. Such dimensions are compatible with present technology of ICs. Electrical measurements carried out on a magnetic memory integrated on silicon (MEMIS), specially designed for this study, showed electron injection and collection efficiency. However, no magnetoresistance was detected probably due to the low quality of interfaces in the hybrid heterojunctions ferromagnetic metal/insulator/silicon (FMIS). Thus, we proposed to test extra FMIS structures such as Co/AlO(~1 nm)/Si and Co/MgO(~1 nm) /Si, fabricated with less thermal treatments. The direct tunnelling transport in oxide was obtained in these junctions, which would allow spin injection coherence in prospective spin devices. Finally, we have characterized rectifying junctions Ferromagnetic semiconductor/semiconductor (MSS) such as Ge3Mn5/Ge which seem to be particularly suitable for spin injection

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Tricot, Sylvain. "Comparaison des procédés d'ablation par faisceau laser et par faisceau d'électrons pour la croissance de couches minces." Phd thesis, Université d'Orléans, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00345595.

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Abstract:

Les méthodes de croissance de couches minces dites « pulsées » présentent certaines spécificités, notamment la présence d'espèces très énergétiques venant se déposer à la surface du substrat. L'ablation laser (PLD) est à ce jour la technique pulsée la plus connue et permet de former des couches minces de composés complexes, et d'oxydes particulièrement. Mais la méthode atteint ses limites dans le cas de cibles de matériaux peu absorbants à la longueur d'onde laser comme les semi-conducteurs à large bande interdite. L'ablation par faisceau pulsé d'électrons (PED) est une technique de croissance encore peu connue et très similaire à la PLD. L'objectif de ce travail est de maîtriser les paramètres de la PED pour obtenir des couches minces présentant un intérêt pour des applications en microélectronique. Chaque étape du processus de dépôt a fait l'objet d'une étude et d'une comparaison avec la PLD. La modélisation de l'interaction électron-matière a permis d'obtenir l'évolution de la température de la cible soumise au bombardement par les électrons. Le plasma d'ablation a été étudié en détail grâce à la spectroscopie d'émission optique et à l'imagerie rapide afin notamment de connaître l'énergie des espèces du plasma. Le matériau choisi pour ce travail est l'oxyde de zinc (ZnO). Des films minces de ZnO ont été formés par PED et l'étude montre que ces couches sont de bonne composition chimique et que la qualité cristalline des couches est équivalente aux films formés par PLD nanoseconde. Ces couches sont transparentes à plus de 80% dans le visible et assez conductrices pour imaginer des applications en tant qu'oxyde transparent conducteurs par exemple.

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Dufouleur, Joseph. "Cohérence quantique et interactions dans les gaz d'électrons bidimensionnels balistiques." Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112108.

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Abstract:

Ce travail est consacré à l'étude de la magnétorésistance des réseaux quantiques Z2 et T3 gravés dans un gaz bidimensionnel d'électrons (2DEG). Les oscillations d'un ensemble d'anneaux Aharonov-Bohm correspondant à un quantum de flux par plaquette doivent décroître comme 1/N. Cependant, pour certaines topologies, C. Naud a observé des oscillations plus importantes que pour des réseaux carré de taille similaire à cause de la localisation, par les interférences, des électrons dans des cages à un demi quantum de flux par plaquette. Nous montrons ici qu'en analysant dG/G plutôt que dR, l'amplitude de ces oscillations ne peut être attribuée à un effet de cage. De plus, leur dépendance thermique confirme qu'elles sont la conséquence d'un moyennage classique d'anneaux incohérents. Nous avons étudié la dépendance magnétique de ces oscillations. Leur amplitude dépend essentiellement de l'asymétrie de la fonction d'onde à bas champs et de la réduction de la rétrodiffusion à champs intermédiaires. A plus fort champs, lorsque le niveau de Fermi se trouve entre deux niveaux de Landau, on observe des oscillations importantes sur un anneau unique tandis que de plus faibles apparaissent sur un réseau carré. Nous constatons une dépendance thermique exponentielle inhabituelle. Dans la seconde partie, nous étudions le transport dans des jonctions supraconducteur (Indium)/ 2DEG de haute mobilité. Nous avons pu reproduire des contacts désordonnés de bonne transparence (environ 30%). Les courants de fuite ont rendu l'usage de grilles interdit. En utilisant des masques de Titane, nous montrons que le contact ne s'effectue qu'à certains endroits éparses où diffuse l'Indium
This work is devoted to the study of the magnetoresistance of Z2 and T3 quantum networks etched in a two dimensionnal electron gas (2DEG). The oscillations corresponding to one quantum flux per tile (h/e oscillations) of such an ensemble of Aharonov-Bohm ring should decay like1/N. However, for a particular topology, C. Naud has observed stronger oscillations than for square lattice of similar size, due to the localization of the electrons in cages by the interferences for half a quantum flux per tile. Here, we show that by analyzing dG/G rather than dR, the amplitude of the h/e oscillations couldn't be attributed to a cage effect. Moreover, their temperature dependence confirm that they are the consequence of the usual average of incoherent ring's oscillations. We have studied the magnetic dependence of these oscillations. Their amplitude mainly depends on the asymmetry of the wave function at low fields, whereas it is the reduction of the backscattering that is relevant for intermediate fields. In stronger fields, we observe very high oscillations on a ring and weaker on a square lattice when the Fermi level lies between two Landau levels. Their exponential thermal dependence is unusual. In the second part, we have studied the transport through hybrid junctions superconductor (Indium) / high mobility 2DEG. We could reproduce disordered contact with a good transparency of around 30%. The presence of current leakage makes the use of gate impossible. By using a Titanium mask, we show that the contact is effective only in few places where the Indium could diffuse

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Girardin, Cécile. "Etude du transport d'électrons balistiques dans l'or en microscopie par effet tunnel : applications." Toulouse 3, 1997. http://www.theses.fr/1997TOU30127.

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Abstract:

La microscopie par émission d'électrons balistiques (BEEM) est une application de la microscopie par effet tunnel, dédiée à l'étude de contacts métal/semi-conducteur. La pointe du STM, polarisée par rapport à la surface de l'échantillon, émet des électrons pouvant traverser balistiquement la fine couche métallique et l'interface métal/semiconducteur. Le courant BEEM mesure dans le semiconducteur permet de mesurer la hauteur de barrière avec une résolution spatiale proche du nanomètre. En imagerie, nous enregistrons les variations du courant BEEM au cours du balayage d'une zone donnée en fonction de la position de la pointe face à la surface. En spectroscopie, le spectre obtenu est constitué par les variations du courant BEEM avec la tension de polarisation entre pointe et surface, la pointe étant immobile face à la surface. Nous proposons des techniques de fabrication donnant de façon reproductible des diodes Au/Si et au/GaAs à très faible bruit. Nous calculons expérimentalement le libre parcours moyen des électrons de faible énergie dans l'or. Ce dernier s'avère constant dans le domaine d'énergie allant de 1 à 2 eV. La représentation proposée pour le transport balistique permet de cibler les paramètres responsables du contraste BEEM. Le BEEM permet de caractériser des jonctions metal/semiconducteur particulieres. Trois types de contacts sont observés : au/GaAs, au/znse et au/cdte. Pour le GaAs, nous détaillons une étude ayant permis de retrouver la structure de bande réelle du semi-conducteur, mettant en évidence l'existence de plusieurs bas de bande de conduction. Les deux autres semiconducteurs sont impliqués dans des dispositifs optiques, lasers solides bleu-vert pour le ZnSe et cellules solaires pour le CdTe. La mise en oeuvre du BEEM révèle des variations de hauteur de barrière à l'échelle microscopique, correspondant à l'existence soit de différentes phases à l'interface, soit de niveaux de défauts.

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Jungas, Colette. "Organisation supramoléculaire des transporteurs d'électrons de la chaîne photosynthétique chez Rhodobacter sphaeroides." Aix-Marseille 2, 2000. http://www.theses.fr/2000AIX22045.

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Atlan, David. "Etude par microscopie à effet tunnel et diffraction d'électrons de la croissance de couches métalliques par épitaxie moléculaire." Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10325.

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Abstract:

Les proprietes magnetiques de couches minces dependent essentiellement des conditions de croissance. En general, la qualite de la croissance est verifiee par diffraction rasante a haute energie (rheed) qui ne donne d'information que dans l'espace fourier. Afin d'interpreter ces donnees avec precision, il est necessaire de correler ces observations avec une imagerie dans l'espace reel: le microscope a effet tunnel (stm) s'impose. Lors de mon sejour a l'universite simon fraser j'ai eu l'occasion de faire croitre des whiskers de fer utilises comme substrats par croissance en phase vapeur (cvd). Les etudes d'epitaxie des couches minces deposees sur ces whiskers sont effectuees dans une installation qui regroupe dans une meme cellule ultra-vide trois techniques complementaires: un microscope a effet tunnel (stm), un systeme de diffraction a haute energie (rheed), ainsi qu'un systeme d'epitaxie moleculaire (mbe). Cette configuration nous permet de realiser et d'etudier in-situ une epitaxie par jet moleculaire a l'interieur d'un stm et sous controle rheed. Deux systemes ont ete etudies. D'une part, la deposition du fer sur un cristal de cu(1 1 13) dans le domaine des taux de recouvrement inferieurs a une couche monoatomique, systeme interessant de par ses proprietes magnetiques, mais ou les phenomenes de nucleation sont encore tres peu connus ; et d'autre part, la croissance de structures en couches minces ag/fe(100)whisker, structures qui sont importantes pour les etudes de l'effet de magneto-resistance geante. Notre etude montre qu'une tres petite quantite de fer sur le cu induit une rugosite de la surface, qui se traduit par une disparition de la structure reguliere de marches atomiques sur la surface du cu(1 1 13). Lors de la deposition d'argent a la temperature ambiante sur du fe(100), l'image rheed se deteriore rapidement et les observations en stm montrent que la croissance se fait au moins sur deux a trois couches simultanement. Ceci nous a conduit a effectuer un recuit de la couche d'argent, ameliorant ainsi grandement la qualite de la surface: le substrat ne presente alors plus que des marches atomiques espacees de quelques centaines de nm

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Fremont, Hélène. "Test de circuit intégrés par faisceau d'électrons : étude de la mesure de potentiel à travers les couches isolantes." Bordeaux 1, 1988. http://www.theses.fr/1988BOR10579.

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Abstract:

Le travail presente comporte une etude theorique et experimentale de la mesure de potentiel sous faisceau d'electrons a travers les couches isolantes, par la technique du couplage capacitif. Une extension du "mode image" (releve qualitatif) au "mode mesure" (releve quantitatif) est presentee. Les phenomenes de charge des isolants et d'etalement de potentiel entre pistes metalliques sont analyses, et leur impact sur les performances est evalue, a la fois par mesure directe et par simulations numeriques en deux dimensions

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Beche, Eric. "Etude par spectrométries de photoémission (XPS) et d'électrons AUGER (AES) des environnements chimiques dans des films minces amorphes à base de silicium SiCx, SiNx, SiOx, SiCxNy, SiOxNy hydrogénés ou non." Besançon, 1996. http://www.theses.fr/1996BESA2057.

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Abstract:

Le but de ce travail était d'étudier par spectrométries de photoélectrons (X. P. S. ) et d'électrons Auger (A. E. S. ) des couches minces amorphes à base de silicium (hydrogénées ou non) élaborées par C. V. D. Ou P. V. D. : SiCx, SiNx , SiOx, SiCxNy, SiOxNy. L'ordre local autour des atomes de silicium ou de carbone a été déterminé d'une part en observant les transitions Auger Si KLL, Si LVV et C KVV et d'autre part en décomposant les pics de photoélectrons Si 2p et C 1s. Les différentes composantes extraites de la décomposition des pics Si 2p ont été attribuées à des environnements tétraédriques variés du silicium. Les distributions expérimentales de chaque composante ont été comparées aux distributions théoriques calculées à partir de deux modèles structuraux décrivant des phases amorphes à base de silicium : le " Random Bonding Model (R. B. M. ) " et le " Random Mixture Model (R. M. M. ) ". Pour les films SiCx :H, les environnements chimiques du silicium et du carbone changent en fonction de la température de dépôt. Concernant les films SiNx :H et SiOxNy :H, nos résultats indiquent que la microstructure des couches peut être décrite selon le modèle d'arrangements aléatoires (R. B. M. ). Dans les films SiCxNy :H riches en azote, des liaisons C-N ont été mises en évidence. L'étude X. P. S. Des transitions SiKLL a révélé l'existence d'environnements variés du silicium lorsque le rapport x/y varie. Concernant les couches SiOx déposées par P. V. D. , l'étude des décompositions des pics de photoélectrons Si 2p révèle une différence notable entre les distributions des environnements chimiques du silicium expérimentales et théoriques calculées à partir du modèle d'arrangements aléatoires. Ce travail est une contribution à l'étude de la structure des films amorphes à base de silicium hydrogénés ou non
The aim of this work was the study by X. P. S. And A. E. S. Of C. V. D. Or P. V. D. Silicon based amorphous thin films : SiCx, SiNx , SiOx, SiCxNy, SiOxNy in some cases hydrogenated which were deposited on low temperatures substrates. The local orders around silicon or carbon atoms were investigated by the examination of Si KLL, Si LVV and C KVV line shapes and the decomposition of core level photoelectron peaks Si 2p and C 1s. The components extracted from the decomposition of the Si 2p peaks were attributed to various tetrahedral environments of silicon and their distribution were compared to the distributions calculated from two models describing the silicon amorphous phases : The Random Bonding Model (R. B. M. ) and the Random Mixture Model (R. M. M. ). For the SiCx:H films, we have shown that the chemical environments of Si and C change with the substrate temperature. For the SiNx:H and SiOxNy:H films, our results show that the microstructure can be described by the Random Bonding Model. We have shown that C-N bonds might be present in nitrogen rich SiCxNy:H films. In these films, X. P. S. Results (Si KLL line shapes) revealed the presence of various environments of silicon. For SiOxP. V. D. Deposits, our results show a significant difference between the distribution of the chemical environments of silicon deduced from Si 2p decomposition and those calculated from the Random Bonding Model (R. B. M. ). This work is a contribution for a global approach of the amorphous structure of silicon based compounds

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Haderbache, Lalali. "Etude de la structure électronique de surface et de volume du CoSi2 (111) par photoémission et diffraction d'électrons lents." Mulhouse, 1990. http://www.theses.fr/1990MULH0156.

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Abstract:

En utilisant la photoémission de rayons UV, résolue angulairement (ARUPS), la photoémission de rayons X (XPS) et la diffraction d'électrons lents (LEED), nous avons étudié la croissance de films de CoSi2 épitaxiques sur Si(111). Trois structures de surface (1x1) différentes, appelées CoSi2(111)-Co, CoSi2(111) et CoSi2(111)-Si, sont générées en contrôlant soigneusement les dépôts de Co ou de Si (de l'ordre de la monocouche) et les conditions de recuit. La structure de surface CoSi2(111) est compatible avec un cristal de CoSi2 exposant un plan d'atomes de Si, alors que la structure CoSi2(111)-Si est un cristal terminé par trois plans de Si. La coordination des atomes de Co de surface est respectivement, quatre, sept et huit pour ces trois structures. Deux méthodes de préparation, basses températures (<400°C) appelées « réactive MBE » et dépôts séquentiels, produisent des couches de CoSi2 uniformes et très homogènes en épaisseur. Dans ces conditions, nous avons pu observer, dans les films de CoSi2 de très faibles épaisseurs (<25 A), les effets quantiques provenant du confinement de particules dans un puits de potentiel étroit, dans la direction normale à la surface
By means of angle resolved photoemission (ARUPS), X-ray photoemission (XPS) and low energy electron diffraction (LEED), we have studied the epitaxial growth of CoS12 films on Si(111). Three different and well characterized (1x1) surface structures labelled CoSi2(111)-Co. CoSi2(111) and CoSi2(111)-Si are obtained by carefully controlled deposition (amcunts of Co or Si in the monolayer range) and annealing conditions. The CoSi2(111)-Co surface structure appears to be a troncated CoSi2 crystal exposing a plane of Co atoms. The CoSi2(111) surface structure exhibits a plane of Si as the top layer, whereas CoSi2(111)-Si appears to be terminated by an additional bilayer of Si. The topmost Co atoms of these three surface structures are four-fold, seven-fold and eight-fold coordinated, respectively. Two different, low temperature (< 400•c) preparation methods called reactive MBE and sequenti deposition, were found to give well ordered uniform CoSi2 layers with good homogeneity in film thickness. In this way, we succeeded in the detection of quantized hole states arising from particle confinement to the narrow potential well, in the direction normal to the surface, formed by such ultra-thin CoSi2 films up to thicknesses as large as 40 A

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Rousseau, Michel. "Etude expérimentale des propriétés de transport électronique au voisinage d'une hétérojonction par photoconduction." Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA112341.

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Abstract:

Ce travail a pour but l'étude des propriétés du transport électronique au voisinage d'une hétérojonction. L'étude expérimentale réalisée sur des structures AIGaAs (N+)/GaAs(P-) fait intervenir des mesures de photocourant et de magnétorésistance. Des simulations numériques de type Monte Carlo ont été faites pour interpréter les résultats expérimentaux et prévoir le comportement des dispositifs submicroniques. La construction du diagramme des bandes d'énergie d'un dispositif à hétérojonction à dopage modulé montre qu'il existe un puits de potentiel à l'interface. Les porteurs qui y sont confinés forment un gaz d'électrons bidimensionnel. Les principales méthodes de calcul des niveaux quantifiés d'énergie accessibles aux électrons sont décrites. Nous présentons ensuite le calcul des probabilités d'interaction des électrons avec les phonons et les impuretés, en soulignant les particularités liées au caractère bidimensionnel. L'influence d'un éclairement sur un dispositif à hétérojonction GaAs/AIGaAs est étudiée. Un modèle permettant d'interpréter et d'exploiter les mesures de magnétorésistance a été établi. Les simulations numériques réalisées ont permis d'étudier le transfert spatial des électrons de GaAs vers AIGaAs, les effets non stationnaires dans les dispositifs submicroniques et l'influence du confinement des électrons. Nous décrivons ensuite le processus de fabrication des dispositifs, en particulier des contacts ohmiques, en soulignant les problèmes spécifiques aux hétérojonctions. Et les montages expérimentaux. Par des mesures de magnétorésistance sous éclairement nous avons pu déterminer directement la mobilité des électrons du gaz bidimensionnel. La comparaison des mesures de photocourant et des résultats de simulation permettent de conclure que les effets bidimensionnels sont peu importants à 300 K. A 77 K, ces effets améliorent notablement les performances du transport électronique surtout pour les faibles champs électriques.

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Peroz, Christophe. "Couches minces supraconductrices sous courant de transport : dissipation et application." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2003. http://www.theses.fr/2003GRE10169.

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Hangen, Emilie. "Etude des mécanismes moléculaires de la régulation fonctionnelle d'AIF." Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA11T081.

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Goislard, de Monsabert Thomas. "Couches de nanotubes et filaments de carbone pour l'émission froide d'électrons : intégration aux écrans plats à émission de champ." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://www.theses.fr/2006GRE10043.

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Abstract:

Ce travail concerne l'élaboration in situ, par CVD catalytique, de couches de nanotubes et filaments de carbone pour leur intégration en tant que couches émissives d'électrons dans les écrans plats à émission de champ. Les paramètres clés, avantages et limitations de plusieurs techniques de préparation et d'intégration de nano particules catalytiques ont d'abord été analysés : le démouillage d'un film continu, la gravure humide post-démouillage, le dépôt de nano agrégats et la lithographie électronique. Trois techniques de croissance de couches carbonées ont ensuite été étudiées dans le même réacteur : la CVD thermique simple, la CVD en présence d'un champ électrique et la CVD avec assistance plasma à partir d'une source de carbone solide. Enfin, les propriétés émissives des diverses couches carbonées élaborées ont été mesurées, en mode diode pour les couches synthétisées sur échantillon plan et en mode triode pour les couches intégrées sur structure cathodique d'écran. L'analyse de ces résultats a permis de clarifier les liens entre paramètres technologiques d'élaboration, morphologie et performances émissives des films de nanotubes et filaments de carbone
This work concerns the in situ elaboration, by catalytic CVD, of carbon nanotubes and filaments films for their integration as electron emissive films into field emission displays. The key parameters, advantages and restrictions of several techniques for catalyst nano particles preparation and integration were first analysed : dewetting of a continuous layer, post-dewetting wet etching, nano cluster deposition and e-beam lithography. Three growth techniques were then studied in the same reactor : simple thermal CVD, CVD with an electrical field and plasma assisted CVD from a solid carbon source. Finally, the emissive properties of the elaborated carbonaceous films were measured, in diode mode for the full sheet type samples and in triode mode for the films integrated into display cathodic structures. Theses results analysis permitted to clarify the links between technological elaboration parameters, morphology and emissive performances of carbon nanotubes and filaments films

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Boucher, Nathalie. "Stimulation du transport d'électrons par le stress thermique dans les fractions membranaires de photosystème I." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 1991. http://depot-e.uqtr.ca/5392/1/000589224.pdf.

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Samson, Guy. "Modifications du transport d'électrons dans le photosystème II inhibé par le mercure et le cuivre." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 1989. http://depot-e.uqtr.ca/6779/1/000577627.pdf.

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MUSALEM, FRANCOIS-XAVIER. "Modelisation du transport electronique dans les couches d'inversion des transistors mosfet." Paris 11, 1998. http://www.theses.fr/1998PA112054.

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Abstract:

Ce travail concerne l'etude et la validation des modeles utilises pour simuler le transport electronique dans le canal d'inversion des transistors mosfet. Differentes methodes de simulation sont employees dans l'etude physique de ces composants : d'une part des methodes derive-diffusion, qui demandent une description analytique de la mobilite, et d'autre part des methodes stochastiques de type monte-carlo, qui exigent la connaissance des taux d'interactions. Apres la description des variations d'epaisseur d'oxyde et celles des charges a l'interface si/sio2 qui devient les porteurs dans le canal, nous presentons les deux approches de maniere critique : d'une part le modele analytique de mobilite cvt, largement utilise dans la litterature, et d'autre part le calcul des taux d'interactions resultant de ces variations. Le transport est caracterise par la mobilite effective, obtenue a partir des caracteristiques du transistor, ce qui nous permet de comparer les resultats obtenus par simulation et ceux experimentaux publies dans la litterature. Pour les electrons, la mobilite effective calculee a partir du modele cvt est en bon accord avec l'experience, avec les valeurs des parametres utilisees dans le logiciel atlas. Dans la methode monte-carlo et apres ajustement pour les electrons avec le logiciel monaco de l'ief, les valeurs des parametres sont proches des mesures publiees. Par contre, les valeurs des parametres du modele analytique pour les trous doivent etre ajustees pour obtenir un bon accord avec l'experience. Ensuite, le modele analytique pour les trous permet de decrire leur transport dans une structure a canal enterre sige contraint sur si. Les trous sont confines dans le canal loin de l'interface, avec une masse effective reduite. Les variations d'epaisseur d'oxyde perturbent peu le mouvement des porteurs dans le canal, et sont negligees dans le modele analytique. La mobilite effective ainsi calculee est en bon accord avec les resultats experimentaux publies.

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Krembel, Christophe. "Epitaxie de couches ultra-minces de Cr sur Ag(100) : une étude par photo-émission angulaire et diffraction d'électrons lents." Mulhouse, 1992. http://www.theses.fr/1992MULH0215.

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Abstract:

Dans ce travail, nous avons étudié d'une manière détaillée le problème de l'épitaxie du Cr sur Ag(100) à l'aide de techniques basées sur la photoémission. Le mode de croissance initial dépend essentiellement de la température du substrat lors du dépôt de Cr. A température ambiante, les adatomes de Cr forment simultanément des îlots bidimensionnels et des bicouches avec le remplissage de la première couche. A des températures plus élevées, supérieures à 220°C, l'on observe une agglomération drastique des atomes de Cr qui forment alors des îlots tridimensionnels. Enfin de façon surprenante, une monocouche de Cr plate et ordonnée se forme pour des températures modérées de 160°C à 180°C. Les résultats de photoémission angulaire et de diffraction d'électrons lents suggèrent une stabilisation de la monocouche par un arrangement antiferromagnétique c(2x2) avec un moment magnétique géant en accord avec des calculs théoriques. Pour des dépôts supérieurs à la monocouche, du Cr cubique centré croît épitaxiquement sur Ag(100). Cependant, le film de Cr n'est pas bien ordonné. A température ambiante, de nombreux petits îlots sont formés et sont stabilisés par la ségrégation d'Ag sur leur surface. A 170°C, le mode de croissance est de type Stranski-Krastanov. De façon surprenante, les atomes d'Ag ne ségrégent pas sur la surface de la monocouche métastable formée dans ce cas

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Martinolli, Emanuele. "Transport d'électrons relativistes dans une cible solide : Etude du chauffage dans le cadre de l'allumage rapide." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2003. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001302.

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Abstract:

Ce travail de these s'inscrit dans le contexte des recherches sur la fusion par conﬁnement inertiel. Il concerne plus particulierement le schema de l'allumage rapide, qui prevoit l'utilisation d'impulsions laser ultra-intenses pour amorcer les reactions nucleaires dans le combustible. Jusqu'a present, la faisabilite de ce scenario n'a pas encore ete prouvee. Il depend de nombreux aspects fondamentaux de la physique mise en jeu, qui ne sont pas encore entierement maıtrises. Dans ce travail, nous nous sommes proposes d'etudier experimentalement un des aspects fondamentaux de ce nouveau schema : le transport d'energie par les electrons relativistes crees par un faisceau laser ultra-intense.

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Kaidatzis, Andreas. "Transport dépendant du spin d'électrons chauds et imagerie magnétique à l'échelle nanométrique de structures métal/silicium." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00354769.

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Abstract:

Nous étudions expérimentalement le transport dépendant du spin d'électrons chauds dans des multicouches (MC) magnétiques, qui contiennent des couches uniques magnétiques, ou des tricouches de type "vannes de spin" (VS). Pour cela, nous avons mis en oeuvre la microscopie à émission d'électrons balistiques (BEEM), une extension à trois contacts de la microscopie à effet tunnel sur des structures métal/semiconducteur. La méthode mise au point pour satisfaire les nombreuses contraintes imposées par le BEEM sur les échantillons est décrite en détail. La transmission des électrons chauds dans des MC a été systématiquement mesurée dans la gamme d'énergie 1-2 eV au dessus du niveau de Fermi. De l'étude en fonction des épaisseurs des couches magnétiques nous avons déduit les longueurs d'atténuation des électrons chauds en fonction du spin et de l'énergie. Ces mesures, sur le cobalt et l'alliage doux NiFe, sont comparées à des calculs et résultats expérimentaux de la littérature. Pour des épaisseurs inférieures à la monocouche atomique, une organisation spatialement hétérogene a été observée, avec un effet très important sur la transmission BEEM, variant sur une échelle subnanométrique. En mode imagerie, nous avons étudié les configurations magnétiques de VS, en particulier des parois à 360° dans des couches de cobalt. Les effets de l'intensité et la direction du champ appliqué sur la structure de ces parois ont été observés. Ces résultats ont été comparés quantitativement à des calculs micromagnétiques, avec un accord excellent. Ceci a permis de montrer que la résolution magnétique du BEEM est meilleure que 50 nm.

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Vauzour, Benjamin. "Étude expérimentale du transport d'électrons rapides dans le cadre de l'allumage rapide pour la fusion inertielle." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14496/document.

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Abstract:

Cette thèse s'inscrit dans le cadre de la recherche sur la fusion nucléaire par confinement inertiel, et vise notamment à contribuer à la validation du schéma d'allumage rapide. Elle consiste en une étude expérimentale des différents processus impliqués dans la propagation d'un faisceau d'électrons relativistes, produit par une impulsion laser ultra-intense (10^{19} W.cm-2), au sein de la matière dense qu'elle soit solide ou comprimée. Dans ce travail de recherche nous présentons les résultats de trois expériences réalisées sur des installations laser distinctes afin de générer des faisceaux d'électrons dans diverses conditions et d'étudier leur propagation dans différents états de la matière, du solide froid au plasma dense et tiède.La première expérience a été réalisée à très haut contraste temporel sur l'installation laser UHI100 du CEA de Saclay. L'étude du dépôt d'énergie par le faisceau d'électrons dans l'aluminium solide a mis en évidence un important chauffage à faible profondeur, où les effets collectifs sont prédominants, générant ainsi un gradient important de température entre les faces avant (300eV) et arrière (20eV) sur 20µm d'épaisseur. Une modélisation numérique de l'expérience montre que ce gradient induit la formation d'une onde de choc débouchant en face arrière, donnant alors lieu à une augmentation de l'émission thermique. La chronométrie expérimentale du débouché du choc permet de valider le modèle de transport collectif des électrons.Deux autres expériences ont porté sur l'étude de la propagation de faisceaux d'électrons rapides au sein de cibles comprimées. Lors de la première expérience sur LULI2000 (LULI), la géométrie de compression plane a permis de dissocier de manière précise les pertes d'énergie liées aux effets résistifs de celles liées aux effets collisionnels. En comparant nos résultats expérimentaux à des simulations, nous avons mis en évidence l'augmentation significative des pertes d'énergie du faisceau d'électrons avec la compression et le chauffage de la cible à des température proches de la température de Fermi, et ce, pour les deux mécanismes. La seconde expérience, réalisée en géométrie cylindrique sur Vulcan (RAL), a permis de mettre en évidence un phénomène de guidage du faisceau d'électrons rapides sous l'effet d'un intense champ magnétique, auto-généré en présence d'importants gradients radiaux de résistivité. Par ailleurs, dans les conditions de température et de densité atteintes, l'augmentation des pertes d'énergie collisionnelles avec la densité s'avère être compensée par une diminution des pertes résistives du fait du passage de la conductivité du milieu dans le régime des hautes températures de Spitzer
The framework of this PhD thesis is the validation of the fast ignition scheme for the nuclear fusion by inertial confinement. It consists in the experimental study of the various processes involved in fast electron beams propagation, produced by intense laser pulses (10^{19} W.cm-2), through dense matter either solid or compressed. In this work we present the results of three experiments carried out on different laser facilities in order to generate fast electron beams in various conditions and study their propagation in different states of matter, from the cold solid to the warm and dense plasma.The first experiment was performed with a high intensity contrast on the UHI100 laser facility (CEA Saclay). The study of fast electron energy deposition inside thin aluminium targets highlights a strong target heating at shallow depths, where the collectivs effects are predominant, thus producing a steep temperature profile between front (300eV) and rear (20eV) sides over 20µm thickness. A numerical simulation of the experiment shows that this temperature gradient induces the formation of a shock wave, breaking through the rear side of the target and thus leading to increase the thermal emission. The experimental chronometry of the shock breakthrough allowed validating the model of the collective transport of electrons.Two other experiments were dedicated to the study of fast electron beam propagation inside compressed targets. In the first experiment on the LULI2000 laser facility, the plane compression geometry allowed to precisely dissociate the energy losses due to resistive effects from those due to the collisional ones. By comparing our experimental results with simulations, we observed a significative increase of the fast electron beam energy losses with the compression and the target heating to temperatures close to the Fermi temperature. The second experiment, performed in a cylindrical geometry, demonstrated a fast electron beam guiding phenomenon due to self-generated magnetic fields in presence of sharp radial resistivity gradients. Furthermore, in the temperature and density conditions achieved here, the increase of collisional energy losses with density is compensated by the decreasing resistive energy losses due to the transition of the conductivity into the high-temperatures Spitzer regime

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Pierron, Juliette. "Modèle de transport d'électrons à basse énergie (~10 eV- 2 keV) pour applications spatiales (OSMOSEE, GEANT4)." Thesis, Toulouse, ISAE, 2017. http://www.theses.fr/2017ESAE0024/document.

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Abstract:

L’espace est un milieu hostile pour les équipements embarqués à bord des satellites. Les importants flux d’électrons qui les bombardent continuellement peuvent pénétrer à l’intérieur de leurs composants électroniques et engendrer des dysfonctionnements. Leur prise en compte nécessite des outils numériques 3D très performants, tels que des codes de transport d’électrons utilisant la méthode statistique de Monte-Carlo, valides jusqu’à quelques eV. Dans ce contexte, l’ONERA a développé, en partenariat avec le CNES, le code OSMOSEE pour l’aluminium. De son côté, le CEA a développé, pour le silicium, le module basse énergie MicroElec dans le code GEANT4. L’objectif de cette thèse, dans un effort commun entre l’ONERA, le CNES et le CEA, est d’étendre ces codes à différents matériaux. Pour ce faire, nous avons choisi d’utiliser le modèle des fonctions diélectriques, qui permet de modéliser le transport des électrons à basse énergie dans les métaux, les semi-conducteurs et les isolants. La validation des codes par des mesures du dispositif DEESSE de l’ONERA, pour l’aluminium, l’argent et le silicium, nous a permis d’obtenir une meilleure compréhension du transport des électrons à basse énergie, et par la suite, d’étudier l’effet de la rugosité de la surface. La rugosité, qui peut avoir un impact important sur le nombre d’électrons émis par les matériaux, n’est habituellement pas prise en compte dans les codes de transport, qui ne simulent que des matériaux idéalement plats. En ce sens, les résultats de ces travaux de thèse offrent des perspectives intéressantes pour les applications spatiales
Space is a hostile environment for embedded electronic devices on board satellites. The high fluxes of energetic electrons that impact these satellites may continuously penetrate inside their electronic components and cause malfunctions. Taking into account the effects of these particles requires high-performant 3D numerical tools, such as codes dedicated to electrons transport using the Monte Carlo statistical method, valid down to a few eV. In this context, ONERA has developed, in collaboration with CNES, the code OSMOSEE for aluminum. For its part, CEA has developed for silicon the low-energy electron module MicroElec for the code GEANT4. The aim of this thesis, in a collaborative effort between ONERA, CNES and CEA, is to extend those two codes to different materials. To describe the interactions between electrons, we chose to use the dielectric function formalism that enables to overcome of the disparity of electronic band structures in solids, which play a preponderant role at low energy. From the validation of the codes, for aluminum, silver and silicon, by comparison with measurements from the experimental set-up DEESSE at ONERA, we obtained a better understanding of the transport of low energy electrons in solids. This result enables us to study the effect of the surface roughness. This parameter, which may have a significant impact on the electron emission yield, is not usually taken into account in Monte Carlo transport codes, which only simulate ideally flat materials. In this sense, the results of this thesis offer interesting perspectives for space applications

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Banda, Gnama Mbimbiangoye Mallys Elliazar. "Mesure et modélisation du comportement de matériaux diélectriques irradiés par faisceau d'électrons." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30208/document.

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Abstract:

Dans leurs usages courants comme isolants électriques, les matériaux solides organiques sont constitutifs aussi bien des câbles de transport d'énergie électrique, des circuits de commande et de conversion de puissance que des composants (micro)électroniques ou des systèmes embarqués (revêtement thermique des satellites, batteries d'accumulateurs...). La diversité des contraintes d'utilisation auxquelles ils sont soumis (champ électrique, rayonnement, température, humidité...) les prédisposent à emmagasiner des charges en leur sein, susceptibles d'affecter la fiabilité des systèmes qui en dépendent. L'un des moyens communément mis en œuvre pour étudier le comportement électrique de ces charges est la mesure de la distribution spatio-temporelle des charges d'espace, en soumettant le diélectrique à une différence de potentiel continue à travers deux électrodes. Cette méthode ne permet cependant pas toujours de distinguer clairement la contribution des charges dues à la génération, d'une part, et celles dues aux phénomènes de transport, d'autre part. Cette étude propose une approche alternative, consistant à déposer sous vide des charges (électrons) au sein de l'isolant par le biais d'un faisceau d'électrons, à une position connue et en quantité maîtrisée, en prenant en compte d'autres processus physiques liés à l'implantation d'électrons afin de prévoir et modéliser le comportement de ces matériaux irradiés. Des films de PolyEthylène basse densité (PEbd), préparés par thermomoulage, ont été irradiés par un faisceau d'électrons de 80 keV avec un flux de 1 nA/cm2. Les mesures de charge d'espace par la méthode Electro-Acoustique Pulsée (PEA), réalisées d'abord in-situ, puis ex-situ sous polarisation électrique DC, confirment une localisation effective de charges au sein du matériau. Les résultats sous polarisation électrique après irradiation mettent en évidence une importante présence de charges positives dans la zone irradiée du diélectrique. Les caractérisations électriques des films PEbd irradiés montrent un comportement complètement différent de celui d'un même matériau non-irradié, laissant penser à une modification de la structure chimique du matériau. Des mesures physico-chimiques (spectroscopie infra-rouge, Photoluminescence et Analyse Enthalpique Différentielle-DSC) sur ces films PEbd irradiés, ne montrent pas une dégradation significative de la structure chimique du diélectrique qui expliquerait le comportement électrique observé sous polarisation post-irradiation. Des mesures complémentaires montrent le comportement réversible du PEbd irradié puis polarisé, qui serait uniquement lié à la présence des charges générées par le faisceau. Les données expérimentales de cette étude ont parallèlement alimenté un modèle numérique de transport de charges, développé pour tenir compte des contraintes sous irradiation. Ce modèle a permis de reproduire les résultats d'implantation de charge par faisceau d'électrons in-situ ainsi que la majorité des processus électriques observés sur du PEbd irradié puis polarisé. Il confirme l'impact de la charge déposée par faisceau d'électrons sur le comportement sous polarisation et permet de conclure quant à l'origine des charges positives observées post-irradiation, qui seraient dues aussi bien aux phénomènes d'injection aux électrodes qu'à la création de paires électrons/trous par le faisceau d'électrons pendant l'irradiation
In their common uses as electrical insulators, organic solid materials are constitutive of electric power transmission cables, power control and conversion circuits as well as (micro) electronic components or embedded systems (thermal coating of satellites, batteries of accumulators, etc.). Under various constraints of use (electric field, radiation, temperature, humidity ...) they can accumulate charges in their bulk which could affect the reliability of the systems in which they are employed. One of the commonly used means to study the electrical behavior of these charges is to measure the spatiotemporal distribution of charges by subjecting the dielectrics to a continuous potential difference between two electrodes. However, this method does not always allow clearly distinguishing the contribution of charges due to generation on the one hand and the one due to transport phenomena on the other hand. This study proposes an alternative approach, consisting in generating charges (electrons) within the electrical insulation using an electron-beam under vacuum. The charges are hence deposited at a known position and in a controlled quantity. Other physical processes related to the implantation of electrons must then be taken into account in order to predict and model the behavior of these irradiated materials. Low-density polyethylene (LDPE) films, prepared by thermal molding, were irradiated by a 80 keV electron-beam with a current flux of 1 nA/cm2. Space charge measurements using the Pulsed Electro-Acoustic (PEA) method, performed first in-situ and then ex-situ under DC electrical polarization, confirm an effective localization of charges within the material. The results under electrical polarization after irradiation show an important amount of positive charges in the irradiated zone of the dielectric. The electrical characterizations of irradiated LDPE films show a completely different behavior compared to the same non-irradiated material, suggesting a modification of the chemical structure of the material. Physico-chemical measurements (infrared spectroscopy, Photoluminescence and Differential Scanning Calorimetry-DSC) on these irradiated PEbd films do not show a significant degradation of the chemical structure of the dielectric which would explain the observed electrical behavior under post-irradiation polarization. Additional measurements show the reversible behavior of the irradiated then polarized PEbd, which would be only related to the presence of the charges generated by the beam. The experimental data of this study have simultaneously fed a numerical model of charge transport, developed to take into account the irradiation constraints. This model allows reproducing the in-situ results of charge implantation by the electron beam as well as the majority of the electrical processes observed on irradiated and polarized LDPE. It confirms the impact of the electron-beam deposited charge on the behavior under polarization and allows concluding on the origin of the positive charges observed after irradiation, which would be due to injection at the electrodes as well as to the creation of electron-hole pairs by the electron-beam during irradiation

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Kuhn, Nicolas. "Interactions inter-couches et liens à long délai." Thesis, Toulouse, ISAE, 2013. http://www.theses.fr/2013ESAE0035/document.

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Abstract:

La demande accrue de services en temps rel, comme la vidéo streaming, justifie le besoin d'études qui visent à optimiser le délai de transmission de données. En plus du délai de transmission au niveau physique, les délais nécessaires à l'accès à la ressource et à la récupération de données venant des couches basses peuvent avoir un impact important sur les performances et ne doivent pas être négligés. Aussi, des études cross-layer doivent être menées pour minimiser le délai de transmission de l'information. Comprendre l'impact des mécanismes des couches basses sur les performances de bout-en-bout permet un meilleur dimensionnement du réseau, une adaptation du trafic transmis, ou l'introduction de service à faible priorité. Dans cette thèse, nous avons mesuré l'impact des mécanismes des couches liaison et réseau sur les performances de divers protocols de congestion de la couche transport.Dans le contexte des liens 4G par satellite, nous proposons un ensemble d'outils, Trace Manager Tool (TMT) et Cross Layer InFormation Tool (CLIFT), pour simuler de manière réaliste l'ensemble de la couche OSI dans le simulateur de réseau NS-2. Nous avons montré que, pour l'ensemble des variantes de TCP considérées, quand le débit au niveau transport est proche de la capacité de canal, utiliser ARQ au niveau liaison est optimal. Dans le cas où le taux d'erreur au niveau de la couche physique est plus élevé, H-ARQ permet d'obtenir un meilleur débit au niveau transport.Les dernières spécifications concernant l'accès au lien satellite DVB-RCS2 présentent deux méthodes d'accès (aléatoire et dédié) qui peuvent être implémentées pour permettre aux utilisateurs des services proposés par DVB d'aller sur Internet ou de transmettre des données. Nous avons développé un module pour NS-2, Physical Channel Access (PCA), qui modèle l'accès au canal pour chacune de ces méthodes afin de comparer leur impact sur les performances de bout-en-bout. Nous avons mesuré que les méthodes d'accès dédié permettent un débit plus important et les méthodes d'accès aléatoire une transmission rapide des flots courts. Nous avons donc proposé de mixer ces méthodes d'accès, en fonction de l'évolution dynamique de la charge du réseau et de la taille du flot de données transmis.Finalement, nous avons étudié s'il était possible d'exploiter les données de la gateway du satellite pour introduire un trafic à priorité basse. Nous avons montré qu'il était possible avec Low Ewtra Delay Background Transport (LEDBAT) comme protocole de la couche transport d'introduire un trafic en tâche de fond. Cependant, en fonction de la variation de la charge du réseau, paramétrer correctement des paramètres internes à ce protocole sont nécessaires
Network providers offer services in line with users’ requests, even though the challengesintroduced by their mobility and the download of large content are crucial. Mobile videostreaming applications are delay sensitive and the increasing demand for this service legitimateextensive studies evaluating transmission delays. On top of physical transmissiondelays, accessing a resource or recovering data from lower layers should not be neglected.Indeed, recovery schemes or channel access strategies variously introduce end-to-end delays.This document argues that those cross-layer effects should be explored to minimizethe transmission delays and optimize the use of network resources. Also, understandingthe impacts of low layers protocols on the end-to-end transmission will enable betterdimensioning of the network and adapt the traffic carried on.In the context of satellite 4G links, we measure the impact of link layer retransmissionschemes on the performance of various transport layer protocols. We develop Trace ManagerTool (TMT) and Cross Layer InFormation Tool (CLIFT) to lead realistic cross layersimulations in NS-2. We show that, for all target TCP variants, when the throughput ofthe transport protocol is close to the channel capacity, using the ARQ mechanism is mostbeneficial for TCP performance improvement. In conditions where the physical channelerror rate is high, Hybrid-ARQ results in better performance.In the last specifications for DVB-RCS2, two access schemes (random and dedicated)are presented and can be implemented to manage the way home users access to the satellitelink for Web browsing or data transmission. We developed Physical Channel Access (PCA)that models in NS-2 the behaviour of those link layer level access methods. We measurethat, even though dedicated access methods can transmit more information data, randomaccess methods enable a faster transmission of short flows. Based on these results, wepropose to mix random and dedicated access methods depending on the dynamic load ofthe network and the sequence number of the TCP segments.As a potential exploitation of cross layer information, we explore the feasibility to introducelow priority traffic on long delay path. The rationale is to grab the unused 4G satellitelinks’ capacity to carry non-commercial traffic. We show that this is achievable with LEDBAT.However, depending on the fluctuation of the load, performance improvements couldbe obtained by properly setting the target value

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Groza, Georgiana irina. "Magnétisme et propriétés de transport de couches d'agrégats coeur-coquille Co/CoO." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00768030.

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L'étude de cette thèse est focalisée sur la compréhension des caractéristiques du transport dans des systèmes granulaires cœur - coquille (cobalt - cobalt oxyde). Nous avons étudié le comportement magnétique et de transport de notre système granulaire ferromagnétique/antiferromagnétique. Les agrégats de cobalt de 4 nm sont fabriqués par une source à pulvérisation magnétron et condensation en phase vapeur. Lorsque les agrégats sont oxydés pendant le dépôt ils adoptent une géométrie en cœur - coquille avec un cœur icosaédrique et une coquille CoO de structure cfc. Après le dépôt, les agrégats sont caractérisés par différentes méthodes. In situ, elles sont caractérisées en fonction de la quantité déposée par le spectromètre à temps vol. Ex situ, elles sont analysées par le SQUID (mesure magnétique) et par les mesures de transport. Plusieurs caractéristiques de nos échantillons ont été mises en évidence lors de l'analyse magnétique. Trois propriétés magnétiques nous intéressent principalement. La première est le couplage d'échange F/AF, étudié sur l'ensemble des agrégats de cobalt avec différents pourcentages d'oxydation (entre 33% de CoO et 95% de CoO). Nous avons constaté que l'effet maximum est obtenu pour l'échantillon le plus oxydé à cause de l'augmentation de la coquille d'oxyde. La deuxième propriété magnétique concerne la présence d'un superparamagnétisme modifié par l'interaction d'échange entre le cœur et la coquille. La troisième est l'effet de traînage qui se manifeste le plus souvent par une diminution du décalage d'échange et du champ coercitif après plusieurs mesures successives. Ce phénomène est dû à une instabilité de la configuration magnétique obtenue lors du refroidissement sous champ mais il est cependant difficile d'identifier l'origine exacte. Les propriétés de transport de notre système sont mises en évidence par l'étude de la résistivité, de la magnétorésistance et de la résistance du Hall en fonction de la température et du champ magnétique appliqué. La variation de la résistivité avec la température présente un minimum et qu'elle varie très peu avec la température. Ce comportent est typique des systèmes transitoires, se situant entre le régime métallique et le régime isolant. La faible magnétorésistance varie très peu avec la température. Son amplitude ne dépasse pas 0.1% dans tous les alliages granulaires mesurés. Le système étudié est caractérisé par une résistivité de Hall extraordinaire positive à toutes les températures de mesure.

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Groza, Georgiana Irina. "Magnétisme et propriétés de transport de couches d'agrégats coeur-coquille Co/CoO." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENY020/document.

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Abstract:

L'étude de cette thèse est focalisée sur la compréhension des caractéristiques du transport dans des systèmes granulaires cœur - coquille (cobalt - cobalt oxyde). Nous avons étudié le comportement magnétique et de transport de notre système granulaire ferromagnétique/antiferromagnétique. Les agrégats de cobalt de 4 nm sont fabriqués par une source à pulvérisation magnétron et condensation en phase vapeur. Lorsque les agrégats sont oxydés pendant le dépôt ils adoptent une géométrie en cœur – coquille avec un cœur icosaédrique et une coquille CoO de structure cfc. Après le dépôt, les agrégats sont caractérisés par différentes méthodes. In situ, elles sont caractérisées en fonction de la quantité déposée par le spectromètre à temps vol. Ex situ, elles sont analysées par le SQUID (mesure magnétique) et par les mesures de transport. Plusieurs caractéristiques de nos échantillons ont été mises en évidence lors de l'analyse magnétique. Trois propriétés magnétiques nous intéressent principalement. La première est le couplage d'échange F/AF, étudié sur l'ensemble des agrégats de cobalt avec différents pourcentages d'oxydation (entre 33% de CoO et 95% de CoO). Nous avons constaté que l'effet maximum est obtenu pour l'échantillon le plus oxydé à cause de l'augmentation de la coquille d'oxyde. La deuxième propriété magnétique concerne la présence d'un superparamagnétisme modifié par l'interaction d'échange entre le cœur et la coquille. La troisième est l'effet de traînage qui se manifeste le plus souvent par une diminution du décalage d'échange et du champ coercitif après plusieurs mesures successives. Ce phénomène est dû à une instabilité de la configuration magnétique obtenue lors du refroidissement sous champ mais il est cependant difficile d'identifier l'origine exacte. Les propriétés de transport de notre système sont mises en évidence par l'étude de la résistivité, de la magnétorésistance et de la résistance du Hall en fonction de la température et du champ magnétique appliqué. La variation de la résistivité avec la température présente un minimum et qu'elle varie très peu avec la température. Ce comportent est typique des systèmes transitoires, se situant entre le régime métallique et le régime isolant. La faible magnétorésistance varie très peu avec la température. Son amplitude ne dépasse pas 0.1% dans tous les alliages granulaires mesurés. Le système étudié est caractérisé par une résistivité de Hall extraordinaire positive à toutes les températures de mesure
This study is focused on understanding the transport properties of granular systems core - shell with emphasis on cobalt - cobalt oxide materials. We studied the magnetic and transport behavior of our granular system ferromagnetic/ antiferromagnetic. The cobalt clusters of 4 nm are obtained by a magnetron sputtering source and vapor phase condensation. The clusters oxidized during deposition adopt a core – shell geometry with icosahedra core and a fcc structure of CoO shell. After deposition, the clusters are characterized by different methods. In situ, they are characterized in terms of the amount of matter deposited by time flight spectrometer. Ex situ, they are analyzed by the SQUID (magnetic measurement) and transport measurements. Several characteristics of our samples have been identified during the magnetic analyses. Three magnetic properties are mainly interest. The first is the exchange bias F/AF, studied on the cobalt clusters with different oxidation percentages (between 33%CoO and 95% of CoO). We found that the maximum effect is obtained for the the oxidized samples due to the increased oxide shell size. The second magnetic property is the presence of superparamagnetism modified by the exchange interaction between the core and the shell. The third is the training effect shown often by a decrease in the exchange bias and coercive field after several successive measurements. This might be attributed to the instability of the magnetic configuration obtained upon cooling under a field, but it is difficult to identify the exact origin. The transport properties of our system are underlined by the study of the resistivity, magnetoresistance and Hall resistance as a function of temperature and applied magnetic field. The variation of resistivity with temperature shows a minimum. In the same time this variation is small as a function of the temperature. This behavior is associated with the transition systems which are found between the metallic and insulator regime. The variation of the magnetoresistance with temperature is small. Its amplitude does not exceed 0.1% in all granular alloys measured. The studied system is characterized by a positive extraordinary Hall resistivity at all temperatures of measurement

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Giroud, Franck. "Elaboration et études des propriétés de transport de couches minces quasicristallines AlCuFe." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1998. http://www.theses.fr/1998GRE10251.

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Ce travail est consacre a l'elaboration, la caracterisation structurale et microstructurale, ainsi qu'a l'etude de la conductivite electrique de couches minces de l'alliage quasicristallin alcufe. Les echantillons ont ete fabriques par evaporation sequentielle des elements constitutifs de l'alliage, puis traitement thermique. Nous avons etudie les chemins reactionnels conduisant a la phase quasicristalline par diffraction des rayons x lors du traitement thermique de tricouches metalliques. La phase quasicristalline peut etre obtenue quelle que soit la sequence d'empilement du tricouche. Nous montrons que la premiere phase qui cristallise est al#2cu y compris lorsque la couche de fer est placee entre celles de al et cu. Dans ce cas on observe la formation d'alliages binaires al, cu de part et d'autre de la couche de fe, indiquant une diffusion croisee des deux elements al et cu a travers celle-ci. A plus haute temperature le fer participe aux reactions, s'alliant d'abord avec l'aluminium, avant que des phases ternaires n'apparaissent, qui conduisent ensuite au quasicristal. Nous nous sommes ensuite concentre sur l'elaboration de couches tres minces (jusqu'a 125 angstroms). Nous avons pu fabriquer des couches quasicristallines tres minces compactes et d'epaisseur homogene. Ainsi nous avons pu etudier la conductivite electrique des echantillons en fonction de leur epaisseur. A basse temperature, les dependances en temperature et en champ magnetique de la conductivite font apparaitre une transition vers un regime bidimensionnel, qui est une signature de la presence d'effets d'interferences quantiques. Cette etude confirme leur importance dans la conductivite des quasicristaux, et permet de preciser les valeurs des parametres microscopiques qui la regissent.

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Badine, Elie. "Étude des phénomènes de transport thermique dans les couches minces par thermoréflectance." Thesis, Littoral, 2019. http://www.theses.fr/2019DUNK0530/document.

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Avec la miniaturisation croissante des systèmes micro et nanoélectroniques, les problématiques thermiques revêtent un enjeu croissant. En effet, la faible taille des composants rend problématique l'évacuation de chaleur. Selon la NASA, 90% des défaillances sont imputables à des défauts d'interconnections thermiques et d'après l'US Air Force, 55% des défaillances électroniques sont attribuables à des effets thermiques. Devenues très courantes dans les domaines des nanotechnologies et des énergies renouvelables, les couches minces présentent des caractéristiques thermiques propres (confinement) et des défis métrologiques particuliers (taille des échantillons, influence du substrat sur la mesure). Le transfert de chaleur à l'échelle submicrométrique diffère du transfert de chaleur dans les matériaux massifs à cause de l'effet de confinement spatial propre aux nanostructures. Ainsi, la diffusivité thermique α et la conductivité thermique κ de ces couches minces sont des paramètres qui affectent la performance et la durée de vie de ces couches dans une application donnée. Ce mémoire de thèse porte sur le développement d'un banc de mesure, basé sur les variations de réflectivité d'un matériau en fonction de la température ou thermoréflectance, pour la caractérisation thermique à l'échelle submicrométrique. Dans ce travail, nous avons développé des modèles thermiques tridimensionnels dans des systèmes à deux et trois couches ainsi que les expressions théoriques du signal de thermoréflectance mesuré suite à une excitation thermique de la surface de l'échantillon. Ces expressions ont été développées en tenant compte de l'effet des résistances thermiques aux interfaces. Les modèles ont été validés expérimentalement par des mesures sur des couches minces d'or déposées sur un substrat de silice. Les mesures de thermoréflectance ont été ensuite appliquées à des couches minces d'acide polylactique. Finalement, des couches minces d'oxyde de zinc dopées par différentes concentrations d'aluminium ont été élaborées par voie électrochimique et leurs propriétés thermiques étudiées à l'aide du banc de mesure de thermoréflectance
With the increasing miniaturization of micro and nanoelectronic systems, the thermal behavior of these systems has become more and more important. The small size of the components makes the heat emitted more troublesome. According to NASA, 90% of failures are due to thermal interconnection faults and according to the US Air Force, 55% of electronic failures are attribuable to thermal effects. Most electronic chips are manufactured using thin films technologies ; therefore, the characteristics of thin metal films have been the bottom line in the ongoing research in nanotechnology and renewable energy domain. Nanoscale heat transfer is different from the heat transfer in bulk materials due to the spatial confinement effect specific to nanostructures. Furthermore, the thermal diffusivity α and thermal conductivity κ of these films are critical parameters affecting their performance and lifetime in a given application. This thesis is devoted to setting up a measurement bench, based on the reflectivity variations of a material as a function of temperature (thermoreflectance), in order to thermally characterize thin films. In this work, a three-dimensional theoretical model is developed in order to describe the temperature distribution in two and three layers systems and obtain the expression of the measured thermoreflectance signal when the surface of the sample is heated by an intensity-modulated Gaussian laser beam. These expressions are obtained by taking into consideration the effect of thermal boundary resistances. These models have been validated experimentally on thin films of gold deposited on fused silica substrate. The thermoreflectance measurements have been then performed on thin films of polylactic acid. Finally, thin films of zinc oxide doped with different concentrations of aluminum have been elaborated during this thesis. The thermal characterization of these films is carried out with the thermoreflectance bench

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Magnin, Yann. "Tranport de spin dans des matériaux magnétiques en couches minces par simulations Monte Carlo." Thesis, Cergy-Pontoise, 2011. http://www.theses.fr/2011CERG0527/document.

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Abstract:

Depuis le début du XX siècle, la thématique de transport a concentré l’attentionde nombreux chercheurs. L’objectif étant alors d’identifier et de comprendre lesdifférentes sources de diffusions prenant part à la résistivité de la matière. Les deuxpremières sources diffusives mises en évidence ont été les phonons dépendant de latempérature, et les défauts du réseau cristallin. Dans les années 1950, l’étude des semiconducteursa fait émerger une troisième source de diffusion, la diffusion magnétique.Dès la mise en évidence du rôle joué par le magnétisme sur la résistivité de certainsmatériaux, il a rapidement été établi que la résistivité magnétique R est tributaire dela stabilité de l’ordre magnétique du réseau. A basse température T, la diffusion desélectrons s’ opère par l e biais des ondes de spins. A haute température, R est proportionnelleaux corrélations spin-spin. Cependant, les mécanismes de diffusion ayant lieuau voisinage de la température de transition ordre/désordre magnétique restent encoremal comprise. L’objectif de cette thèse a consisté à étudier ce problème à l’aide d’uneapproche nouvelle basée sur la simulation Monte Carlo. En effet, les théories existantessont toutes construites avec des hypothèses sur les mécanismes à l’origine du comportementde résistance tels que : fonction corrélation spin-spin, longueur de localisation.Elles utilisent beaucoup d’approximations au cours du calcul telles que théorie du champmoyen, approximation du temps de relaxation, la portée des fonctions de corrélation. Lesprincipaux handicaps de ces théories sont de n’être valables que pour certaines gammesde températures, et d’être tributaires du type de magnétisme porté par les réseaux cristallins.Notre approche offre quant à elle une procédure unifiée concernant l’étude desrésistivités magnétiques fonction de la température. Cette méthode peut s’appliquer `atout type de matériaux, tout ordre magnétique (ferromagnétique, antiferromagnétique,ferrimagnétique, verre de spin, ...), tout type de modèle de spins (Ising, Heisenberg, XY,...), enfin tout type de réseau cristallin. Seule la connaissance du Hamiltonien permet defaire la simulation, et de reproduire des mesures expérimentales avec la possibilité d’unecomparaison quantitative.Dans un premier temps, nous traitons de structures ferromagnétiques et interprétons les différents mécanismes de diffusion en fonction de la température. Nousétendons ensuite l´étude aux systèmes antiferromagnétiques, frustrés et non-frustrés. Cessystèmes n’ont fait l’objet que de peu d’études. Dans le cas des systèmes antiferromagnétiques non-frustrés, nous sommes en mesure de contredire une prédiction théoriquefaite par Haas en 1968, concernant la forme de la résistance magnétique à la transition dephase . Dès lors, nous nous consacrerons à l’étude des mécanismes de transport dansdes systèmes antiferromagnétiques frustrés. Ces travaux ont permis de mettre en évidencedes comportements nouveaux des transitions de phases des résistances magnétiques : nousmontrons que ces résistances subissent une transition du premier ordre , mais qu’ilest également possible par le contrôle d’un paramètre du modèle, de choisir le sens de latransition : des hautes résistances vers les basses résistances ou inversement .Pour finir, nous confrontons nos résultats de simulations avec des mesures expérimentalesen réalisant une étude de transport sur un matériau semiconducteur antiferromagnétique :MnTe. Il résulte de cette étude un bon accord entre nos résultats de simulations et lesmesures expérimentales

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LACOUR, Daniel. "L'effet tunnel dépendant du spin comme sonde du micromagnétisme et du transport d'électrons chauds : application aux capteurs." Phd thesis, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002762.

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L'effet tunnel dépendant du spin dans les structures métal ferromagnétique/isolant/métal ferromagnétique fait l'objet de nombreuses études motivées par de multiples applications (capteurs de champ magnétique, mémoires vives magnétiques non volatiles, têtes de lecture, etc). La résistance de ces dispositifs est liée à l'orientation relative des aimantations de chacune des électrodes. Au cours de ce travail de thèse, l'extrême sensibilité de l'effet tunnel dépendant du spin à la configuration magnétique des électrodes a été utilisée à la fois comme une sonde du comportement micromagnétique des électrodes et pour réaliser des capteurs de champ magnétique. De plus, l'élaboration de doubles jonctions tunnel magnétiques à trois entrées a permis mettre en évidence la présence d'un courant d'électrons chauds qui pourrait être à la base d'un nouveau type de transistor magnétique.

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Martinolli, Emanuele. "Transport d'électrons relativistes dans une cible solide : Etude du chauffage dans le cadre de l' allumage rapide." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2003. http://www.theses.fr/2003EPXX0007.

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Lacour, Daniel. "L'effet tunnel dépendant du spin comme sonde du micromagnétisme et du transport d'électrons chauds : application aux capteurs." Nancy 1, 2002. http://www.theses.fr/2002NAN10269.

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Abstract:

L'effet tunnel dépendant du spin dans les structures métal ferromagnétique/isolant/métal ferromagnétique fait l'objet de nombreuses études motivées par de multiples applications (capteurs de champ magnétique, mémoires vives magnétiques non volatiles, têtes de lecture, etc). La résistance de ces dispositifs est liée à l'orientation relative des aimantations de chacune des électrodes. Au cours de ce travail de thèse, l'extrême sensibilité de l'effet tunnel dépendant du spin à la configuration magnétique des électrodes a été utilisée à la fois comme une sonde du comportement micromagnétique des électrodes et pour réaliser des capteurs de champ magnétique. De plus, l'élaboration de doubles jonctions tunnel magnétiques à trois entrées a permis mettre en évidence la présence d'un courant d'électrons chauds qui pourrait être à la base d'un nouveau type de transistor magnétique
Studies of the spin dependent tunneling effect in ferromagnetic metal /insulating/ferromagnetic metal stacks are being actively pursued for their high application potential (magnetic sensors, random access memories, read heads ). The resistance of these devices is directly link to the relative orientation of the electrode magnetizations. The high sensitivity of spin dependent tunneling effect to the electrodes magnetic configuration has been used both as a probe for the micromagnetic behavior of the electrodes and to realize magnetic sensors. Moreover, double tunnel junctions with three terminals have been prepared. This 3-terminals device allowed us to evidence an hot electron current which is forecast to be on the base of a new kind of transistor

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Maclossi, Mauro. "Transport dans la matière sous dense et sur dense d'un faisceau d'électrons relativistes, produit par l'interaction d'une impulsion laser à ultra haute intensité." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2006. http://www.theses.fr/2006EPXX0063.

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Brocard, Frédéric. "Etude des propriétés de transport de couches minces de fullerènes C60 et C70." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20121.

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Abstract:

L'influence de l'intercalation spontanee et forcee des couches minces de fullerenes c#6#0 et c#7#0 sur leurs proprietes electriques est etudiee. La methode de depot des couches minces par evaporation thermique de poudres est presentee. La reversibilite de l'intercalation spontanee de l'oxygene atmospherique dans les couches est demontree. Le taux de dopage du c#6#0 par le potassium est relie avec la resistivite des echantillons. La diffusion du metal des contacts electriques dans les couches, stimulee par le champ electrique, est discutee comme une nouvelle voie de dopage electrochimique des fullerenes

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Dissertations / Theses on the topic 'Couches de transport d'électrons'

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