Dissertations / Theses: 'Croissance de monocristaux'

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Eid, Jessica. "Croissance en solution et caractérisation de monocristaux de carbure de silicium cubique." Grenoble INPG, 2007. http://www.theses.fr/2007INPG0090.

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Abstract:

Ces travaux portent sur la croissance de mono cristaux massifs de 3C-SiC sur des germes hexagonaux de SiC. Cette étude a permis la mise au point d'un procédé de croissance en solution à basse température sans creuset utilisant une zone fondue de solvant (silicium). L'analyse des vitesses de croissance mesurées a permis de montrer que le transport de soluté à travers la zone de solvant jusqu'à l'interface de croissance est assuré par un régime convectif. L'épaisseur des couches réalisées est limitée par la formation des inclusions de silicium. Celles-ci sont la conséquence de l'apparition, sous l'effet du transport convectif, d'une surfusion constitutionnelle du liquide qui est Il à l'origine de la déstabilisation morphologique du front de croissance. Des caractérisations optiques et structurales ont permis l'étude de l'évolution de la qualité des couches obtenues en fonction des paramètres expérimentaux optimisés
This work deals with the bulk growth of 3C-SiC single crystals using hexagonal SiC substrates. We developed a crucible free solution growth process using a silicon solvent zone and low temperature. The analysis of the growth rate vs growth temperature and thickness of the molten Si zone showed that the transport of the solute through the solvent zone to the growth interface is ensured by a simple convection model. The thickness of the grown layer is limited by the incorporation of solvent particles. This incorporation of silicon is the result of two phenomena: parasitic nucleation ahead of the growth interface and/or morphological instability of the growth front itself. Both occur as a result of the development of constitutional super-cooling in the liquid phase. The effect of the growth parameters on the quality of the grown crystals was studied using several optical and structural characterizations

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Latu-Romain, Laurence. "Croissance de monocristaux massifs de carbure de silicium cubique." Grenoble INPG, 2006. http://www.theses.fr/2006INPG0185.

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Abstract:

Le carbure de silicium cubique (3C-SiC) est un matériau d'intérêt pour des applications électroniques fonctionnant à puissance et fréquences élevées. En raison de son état métastable, l'élaboration de ce matériau demeure problématique. Ces travaux portent sur la croissance de monocristaux massifs de 3C-SiC à partir de substrats hexagonaux de SiC. Le procédé de croissance choisi est une technique de sublimation alimentée en continu (CF-PVT). Le mécanisme de germination du 3C-SiC a tout d'abord été étudié à haute température 100°C). Cette première étude a permis de cerner les conditions expérimentales requises pour la germination et la sélection d'une orientation cubique. Si la phase hexagonale est totalement éliminée pendant les premiers stades de croissance, il est possible d'élaborer un véritable monocristal massif de 3C-SiC. Les caractérisations structurales multi-échelles ont permis d'dentifier les différents défauts structuraux présents dans des monocristaux de 3C-SiC élaborés par CF-PVT
Cubic silicon carbide (3C-SiC) is a material of great interest for high power and high frequencies electronic devices. Despite its high potential, availability of 3C wafers is still a challenging issue as no one succeeded in 3C-SiC bulk growth. This study deals with the bulk growth of 3C-SiC single crystals from hexagonal SiC substrates. The CF-PVT (Continuous Feed-Physical Vapor Transport) is used to grow such crystals. This process consists of a continuously fed sublimation technique. Firstly, 3C-SiC nucleation from hexagonal substrates has been extensively studied at high temperature (1900°C). Experimental conditions for nucleation and selection of a cubic orientation have been determined. If the hexagonal phase is eliminated during the first growth steps, it has been demonstrated that bulk 3C-SiC single crystals can be obtained. The different structural defects generated in such single crystals grown by CF-PVT have been identified through a muIti-scale characterization

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Sebald, Gaël. "Nouveaux monocristaux à forte conversion piézoélectrique : croissance, modélisation, modélisation et caractérisation." Lyon, INSA, 2004. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2004ISAL0049/these.pdf.

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Abstract:

Cette thèse traite de la croissance et de la caractérisation de monocristaux de type (1-x)Pb(Mg1/3Nb1/3)O3-xPbTiO3 (PMN-PT). Après la présentation du procédé d'élaboration par voie Bridgman, leur caractérisation est abordée, à la fois sur le plan électromécanique que physico-chimique. Les spécificités des monocristaux par rapport aux céramiques sont interprétées par des corrélations entre la physico-chimie et le comportement macroscopique. Les non linéarités à la résonance sont modélisées par un développement d'ordre trois des grandeurs mécaniques qui permet de modéliser l'hystérésis de résonance. Par ailleurs, un modèle phénoménologique de l'hystérésis basse fréquence est présenté et illustré au travers de l'exemple d'une céramique douce de PZT. Enfin, une application test de caractérisation en puissance est développée pour comparer les performances des monocristaux par rapport à des céramiques de PZT, et confirme l'intérêt des monocristaux
This PhD thesis deals with the crystal growth and characterization of (1-x)Pb(Mg1/3Nb1/3)O3-xPbTiO3 (PMN-PT) single crystals. Next to an overview of the Bridgman crystal growth process, the crystallographic and electromechanical properties are investigated. Compared to PZT ceramics, the specific electromechanical behaviors are correlated with crystallographic considerations. Resonance nonlinearities are modeled using a third order development of the standards equations set of piezoelectricity. Moreover an hysteresis model is presented and illustrated through the example of a soft PZT ceramic. Finally an application of the lateral mode is developed in order to compare performances of single crystals with PZT ceramics. The results clearly show the advantages of these single crystals

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Sebald, Gaël Guyomar Daniel. "Nouveaux monocristaux à forte conversion piézoélectrique croissance, modélisation, modélisation et caractérisation /." Villeurbanne : Doc'INSA, 2005. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=sebald.

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Boiton, Philippe. "Etude du procédé Bridgman vertical appliqué à la croissance de monocristaux semi-conducteurs III-V "grand diamètre"." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20050.

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Abstract:

L'elaboration par la methode bridgman vertical de monocristaux semi-conducteurs de gasb et de gainsb de diametre 45 mm, a ete etudiee. Cette these aborde principalement la qualite structurale (densite de dislocations, macles, nucleations parasites) de ces cristaux. Un important travail experimental a ete effectue (mise au point d'un procede) et, afin d'interpreter les resultats experimentaux, des simulations numeriques (echanges thermiques, forme de l'interface liquide-solide, etat de contraintes) ont egalement ete mises en uvre. Il s'avere que l'adhesion entre le cristal et le creuset est a l'origine de l'augmentation de la densite de dislocations avec la hauteur solidifiee. Ce mecanisme peut aboutir dans certains cas a une croissance polycristalline. L'encapsulation du semi-conducteur par un liquide pendant la croissance et une partie du refroidissement, permet de supprimer la deterioration de la qualite structurale en fonction de la distance a la reprise sur germe (methode le-vb). Par exemple, l'utilisation de l'eutectique licl-kcl conjointement a celle d'un creuset en silice, permet d'obtenir des densites de dislocations de l'ordre de 1000 par centimetre carre, n'augmentant pas avec la hauteur solidifiee. L'emploi de creusets rugueux limite le contact entre le creuset et le cristal, mais nos resultats experimentaux montrent que dans ce cas, les risques de nucleations parasites et donc de croissance polycristalline sont importants. Des etudes parametriques portant sur la courbure de l'interface liquide-solide et l'etat de contraintes dans l'echantillon, ont d'autre part ete realisees au moyen de simulations numeriques

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Apostu, Mircea Odin. "Croissance, caractérisation structurale et propriétés de magnétorésistance de manganites Ln3Mn207 substitués." Paris 11, 2002. http://www.theses.fr/2002PA112078.

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Abstract:

La découverte du phénomène de magnétorésistance colossale (CMR) dans les manganites de lanthane substitués a conduit à étudier de nouveaux oxydes de manganèse à valence mixte, en particulier des manganites à double couche (La,Sr)3Mn2O7 qui correspondent au terme n=2 de la famille "Ruddlesden-Popper. Une série de monocristaux de formule (La(1-z)Pr(z))1. 2Sr1. 8Mn2O7, présentant un taux de porteurs de charge x=0. 4, a été préparée par substitution du lanthane par le praséodyme. Les cristaux ont été élaborés par la technique de fusion de zone associée au four à image. L'influence du caractère bidimensionnel marqué de la structure cristalline sur les propriétés magnétiques et de transport électrique a été mise en évidence par les mesures réalisées sur des échantillons orientés selon les axes [100] et [001]. Le diagramme de phases magnétiques des monocristaux substitués a été établi pour les deux orientations étudiées: H//(ab) et H//c. Le comportement du composé correspondant à z=0. 6 est remarquable. Sous champ nul, on observe une absence d'ordre ferromagnétique et la suppression totale de la transition isolant-métal. L'étude magnétique et les mesures de résistivité sur ce composé ont mis en évidence une CMR d'un million suivante l'axe c et aussi le caractère de premier ordre de cette transition. A partir des mesures électriques un diagramme de phases a été établi. Les résultats de mesures magnétiques sous champ fort, de dilatométrie, de magnétostriction et de chaleur spécifique sont également présentés. Le principal paramètre qui influence les propriétés de ces cristaux est le taux de praséodyme, z. Quand z augmente on constate une contraction du paramètre cristallin a associée à une variance plus élevé du rayon moyen du site A. Les résultats ont été interprétés, principalement, à partir de l'effet du Pr sur l'occupation de l'orbitale e-g. Français (1000 caractères maxi)
The discovery of the colossal magnetoresistance (CMR) of substituted manganites led to the study of new manganese oxides with mixed valencies. The compounds investigated here are double-layered manganites (La,Sr)3Mn2O7, which are the n=2 member of the "Ruddlesden-Popper" family. A series of single crystals (La(1-z)Pr(z))1. 2Sr1. 8Mn2O7, with hole concentration x=0. 4, was prepared by substituting praseodymium for lanthanum. The crystals were grown by the floating-zone technique associated to an image furnace. . The influence of the 2D character of the crystalline structure on the magnetic and transport properties was emphasized by measuring samples oriented parallel to the [100] and [001] crystallographic axes. From those magnetic measurements we obtained the magnetic phase diagrams of the substituted single crystals for two distinct orientations : H//(ab) and H//c. The behaviour of the z=0. 6 compound is noteworthy. In zero magnetic field this composition exhibit a lack of ferromagnetic order and a total suppression of the insulator to metal transition. The magnetic study and the transport measurements on this compound gives us an important result: a CMR of 1 million along the c axis and a magnetic and transport transition with the characteristics of a first order transition. For this compound a phase diagram was established from transport measurements. The results of high field magnetic measurements together with those of thermal expansion, magnetostriction and specific heat capacity measurements are also reported. The main parameter affecting the properties of those crystals is the Pr content, z. When z is increased we observe a contraction of the a parameter of the crystalline structure an a greater disorder on the average radius of the A site. To understand the results as a whole we have used, mainly, the influence of the Pr content on the occupancy of the e-g electronic levels

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Beaurain, Marion. "Monocristaux de alpha-GaPO4 : croissance par la technique du flux et caractérisations physiques." Montpellier 2, 2006. http://www.theses.fr/2006MON20152.

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Hickel, Pierre-Emmanuel. "Croissance hydrothermale du quartz-A : solubilité, caractérisations physico-chimiques et applications des monocristaux." Bordeaux 1, 2000. http://www.theses.fr/2000BOR10517.

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Abstract:

Le quartz est un matériau piézoélectrique utilise pour des dispositifs électroniques hautes fréquences. L’amélioration de leurs performances requiert une diminution de la densité des défauts physico-chimiques induits au cours de la croissance hydrothermale des cristaux. Dans cet objectif immédiat, le présent travail a mis en œuvre deux axes de recherche : la recherche de nouveaux solvants dans lesquels la solubilité du quartz est compatible avec le procédé, une croissance de cristaux dans des conditions thermodynamiques différentes des conditions utilisées industriellement. Ces axes de recherches ont nécessité des développements technologiques afin d'assurer une augmentation de la fiabilité des cycles (étanchéité, suivi et contrôle des paramètres thermodynamiques). Par ailleurs, une recherche à plus long terme a porté sur une meilleure connaissance de la nature des défauts. Cela par une création volontaire des défauts et l'interprétation de leur signature par corrélation des informations recueillies par les différentes techniques de caractérisations utilisées (spectrométrie infrarouge, icpms, microsonde de Castaing, thermoluminescence, cathodoluminescence, topographie de rayons x)
Quartz-a is a piezoelectric component of high frequency electronic devices. Improving its performance requires a reduction in the physical and chemical defects induced during the hydrothermal growth of the crystals. With this objective in mind this study has concentrated on two main areas of research; the search of new solvents in which the solubility of quartz is suitable for the hydrothermal growth process and the ability to grow crystals with thermodynamic parameters that are more demanding than those currently in use in industrial processes. These two areas of research have required further development of the existing technology so as to improve the reliability of the production processes. In particular by improving the seal for the autoclave and adopting an accurate real time control system. In the long term this research will help bring about better knowledge of ways to analyse the defects in the growth of synthetic crystals. As a first step towards thi crystal defects have been purposely introduced and the signal obtained interpreted using a number of investigative techniques. Infra-red spectrometry, ICPMS, Castaing microprobe, cathodoluminescence, thermoluminescence, X-ray topography)

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Waldschmidt, Audrey. "Mécanisme de formation d'inclusions fluides lors de la croissance cristalline de molécules organiques : l'effet inattendu des gaz comme inhibiteurs de croissance." Rouen, 2011. http://www.theses.fr/2011ROUES038.

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Abstract:

Ce mémoire propose un mécanisme original de formation des inclusions fluides au sein de monocristaux de cinq molécules organiques. L’incidence des différents paramètres de cristallisation tels que la nature du solvant, la présence d’impuretés et la nature des gaz en solution ont été étudiés de façon systématique et rigoureuse. Cela a permis de démontrer l’impact déterminant de la nature des gaz en solution, à la fois sur la présence de vacuoles macroscopiques et sur les cinétiques globales de croissance cristalline. Il a en particulier été établi que toutes les inclusions liquides contiennent du gaz, soit à l’état dissous, soit sous forme de nanobulles, de sorte que l’état d’équilibre des vacuoles est un cristal négatif contenant une macrobulle de gaz. En outre, l’analyse du relief des surfaces impliquées dans la formation de vacuoles a mis en évidence qu’une rugosité élevée est une condition nécessaire (mais non suffisante) à l’initiation d’un défaut. En effet, la première étape de la formation des inclusions est l’adhésion physique de bulles de gaz contenant des atomes d’oxygène sur des surfaces rugueuses, donnant lieu à une inhibition locale de croissance
This manuscript proposes an original mechanism for the formation of fluid inclusion inside single crystals of five organic molecules. The incidence of crystallization parameters such as the nature of the solvent, the presence of impurities and the nature of gas in solution were studied systematically and rigorously. The large impact of the nature of the gas in solution both on the presence of macroscopic vacuoles and on the global crystal growth kinetics was demonstrated. In particular, it was established that every liquid inclusion contains gaseous matter either as dissolved gas or as nanobubbles, so the equilibrium state of vacuoles is a negative crystal containing a gaseous macrobubble. Finally, the analysis of the asperities on the surfaces involved in the vacuole formation has highlighted that a high surface roughness is a necessary (but not sufficient) condition to initiate a defect. Indeed, the formation of inclusions is caused by the strong physical adhesion of bubbles of gases containing oxygen atoms specifically on rough surfaces, giving rise to a local growth inhibition

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Arsene, Marie-Ange. "Etude de la thermique et de l'automatisation d'un four horizontal de croissance cristalline, sa qualification par l'élaboration de monocristaux de Germanium de haute pureté et son application à la croissance du matériau CuInSe2." Toulouse, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAT0008.

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Abstract:

Le travail s'articule autour d'un four horizontal de croissance cristalline construit au laboratoire. Ce four est multizone et entierement automatise, il a ete qualifie par l'elaboration de germanium de haute purete, puis applique a l'elaboration du diseleniure de cuivre et d'indium (cuinse#2). Notre four a permis d'utiliser la technique bridgman horizontale pour la premiere fois, pour l'elaboration de monocristaux de germanium de haute purete. Nos caracterisations ont montre que des niveaux de purete inferieurs a 10#1#2 atomes d'impuretes par cm#3 sont accessibles. Nous presentons egalement une technique nouvelle pour l'elaboration de monocristaux de cuinse#2: la synthese est realisee par transport de selenium en phase vapeur, avant de proceder a la solidification directionnelle du compose ternaire. Nous avons par cette methode elabore les plus gros lingots connus (100 g) de (cuinse#2). Ils presentent des monocristaux de plusieurs cm#3 et de bonne qualite cristalline

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HAUMESSER, PAUL-HENRI. "Elaboration par croissance czochralski, caracterisation spectroscopique et proprietes laser de monocristaux dopes par l'ytterbium." Paris 6, 2000. http://www.theses.fr/2000PA066208.

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Abstract:

Cette etude s'inscrit dans la recherche de nouveaux lasers solides pompes par diodes pour l'emission autour de 1 m. Dans ce cadre, les materiaux actives par l'ytterbium offrent des performances accrues par rapport aux lasers au neodyme. Le choix de nouveaux materiaux repose sur plusieurs criteres. Le premier est leur facilite d'elaboration. La methode de czochralski constitue une technique de choix pour obtenir de gros monocristaux d'excellente qualite optique. Pour cette raison, l'un des aspects de ce travail a ete la mise au point d'une machine d'elaboration de monocristaux. Une attention particuliere a ete portee a la regulation de la croissance. Sur le plan spectroscopique, l'eclatement du niveau fondamental de l'ytterbium par le champ cristallin doit etre suffisant pour obtenir un fonctionnement laser quasi-4-niveaux. De plus, un desordre structural est souhaitable pour elargir les raies de transitions et ameliorer l'efficacite du pompage par diodes. Les composes retenus dans cette etude combinent ces caracteristiques. Ce sont les borates m 3tr(bo 3) 3 (m = ba, sr tr = lu, y) et ca 3tr 2(bo 3) 4 (tr = y, gd), et les silicates y 2sio 5(yso), sry 4(sio 4) 3o (sys) et ca 2al 2si 2o 7 (cas). L'etude de l'influence des conditions de croissance a permis d'obtenir dans la plupart des cas des cristaux de grandes dimensions (plusieurs cm 3) et de bonne qualite optique. Dans tous ces materiaux, les niveaux d'energie de l'ytterbium sont fortement eclates. L'utilisation du modele pcem permet de confirmer les diagrammes de niveaux d'energie experimentaux, et il est montre que ce modele peut etre employe dans une demarche predictive. Cela permettrait d'accelerer la decouverte de nouveaux materiaux potentiellement interessants. Enfin, l'oscillation laser a ete observee pour la plupart de ces composes sous pompage par un laser saphir-titane, avec un seuil generalement faible et des rendements tres prometteurs. De plus, l'emission laser peut etre accordable sur une large gamme de longueur d'onde.

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Bernard, Laurent. "Affinement des parametres mis en jeu dans la croissance de monocristaux d'iodure mercurique ; mise au point d'un nouveau dispositif de croissance." Clermont-Ferrand 2, 1999. http://www.theses.fr/1999CLF21097.

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Abstract:

Ce travail porte sur l'etude des parametres mis en jeu dans la croissance de monocristaux d'iodure mercurique et sur l'elaboration d'un nouveau dispositif de croissance. Nous avons etudie la purete de hgi#2 utilise pour la croissance cristalline en developpant notre propre methode d'analyse des impuretes par fluorescence x. Une etude complete de la phase gazeuse dans les ampoules de croissance a ete menee. La pression de vapeur de hgi#2 a ete mesuree entre 320 k et 450 k par la methode d'effusion de knudsen. L'etude de la nature des principaux gaz residuels et la determination de leurs concentrations relatives ont ete realisees par spectrometrie de masse. Nous avons egalement mis au point un dispositif de mesure des pressions a l'aide de thermistances qui par leur faible encombrement peuvent etre installees dans les ampoules de croissance. Nous avons mis au point un nouveau dispositif de croissance. Ce four presente la particularite de simplifier considerablement le controle et le champ de temperature a l'interieur de l'enceinte de croissance. La validation de ce nouveau dispositif s'est traduite par la preparation d'un monocristal d'iodure mercurique. Pour caracteriser sa perfection cristalline, nous nous sommes orientes vers une methode de diffraction de rayons x a haute energie recemment developpee a l'institut laue-langevin. Le processus de fabrication des detecteurs et l'influence de certains parametres sur leurs performances en detection de rayons x et sont traites. Une approche theorique par simulation (methode de monte-carlo) de la reponse d'un detecteur d'hgi#2 a ete utilisee pour preciser les proprietes de transport (duree des porteurs de charge) des cristaux utilises et pour mettre en lumiere l'importance de divers parametres lies aux dispositifs (effets de surface, distribution du champ electrique a l'interieur des detecteurs).

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Poinard, Franck. "Méthode d'identification fréquentielle et commande robuste de type H∞ d'un procédé d'élaboration de monocristaux." Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10180.

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Abstract:

L'objectif de cette etude est d'ameliorer les performances d'un procede d'elaboration de monocristaux en synthetisant une loi de commande de type hinfini. Le cristal est elabore par la methode du cristal flottant. Notre interet s'est porte exclusivement sur la phase croissance du cristal. Pour eviter les formations de dislocations dans le cristal, le gradient thermique doit etre controle pendant toute cette phase. Cette these se scinde en trois parties: dans un premier temps, nous proposons un correcteur de tendance pour asservir la puissance rayonnee par un laser co#2. Par la suite, ce laser est utilise comme actionneur du procede. Ensuite, une methode d'identification frequentielle, particulierement adaptee a la synthese d'un correcteur robuste, est developpee pour determiner un modele nominal et ses incertitudes. Prealablement, nous proposons une solution pour attenuer le principal inconvenient inherent a l'analyse frequentielle d'un systeme i. E. Le temps d'experimentation. Enfin, plusieurs correcteurs robustes a deux degres de liberte, satisfaisant des objectifs de poursuite et de regulation, sont elabores puis implantes sur le procede. Ils permettront d'une part d'ameliorer la qualite cristalline et d'autre part de modifier les proprietes optiques du cristal

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Tsavdaris, Nikolaos. "Incorporation d'azote et stabilité des polytypes de la croissance en phase gazeuse de monocristaux de SiC." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GRENI011.

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Abstract:

Le carbure de silicium est l'un des semi-conducteurs les plus importants et les plus répandus dans les appareils électroniques de puissance. Du fait de la demande croissante d'électronique à haut rendement, bas coût et économe en énergie, il est nécessaire d'améliorer les propriétés des semi-conducteurs monocristallins. Cela demande une meilleure compréhension des phénomènes impliqués dans le procédé de croissance de ces matériaux. Cette thèse présentera de nouvelles perspectives sur deux sujets majeurs dans le domaine de la croissance en phase gazeuse de monocristaux de SiC. Dans un premier temps, le procédé de croissance utilisé dans notre laboratoire a été développé dans le but d'améliorer la qualité et la taille des cristaux de SiC obtenus. Une géométrie permettant la croissance sans contact et reproductible de monocristaux de SiC a été obtenue. La nucléation et la propagation des instabilités structurelles (inclusions de polytype étranger) apparaissant lors de la croissance ont été étudiés de façon continue. Deux critères spécifiques doivent être réunis pour qu'un polytype étranger puisse nucléer. Une fois le point de nucléation localisé, la propagation du polytype étranger dans le volume du cristal peut être appréhendée. Lorsque la stabilisation et déstabilisation des polytypes de SiC ont été mieux comprises, une tentative a été faite pour stabiliser la croissance du polytype 15R-SiC. L'objectif final, les paramètres de croissance susceptibles de renforcer la croissance préférentielle de 15R-SiC, a été mis en évidence. Enfin, l'incorporation d'azote pendant la croissance en phase gazeuse de monocristaux a été étudiée. En effet, aucune description détaillée n'existe pour l'incorporation d'azote dans le SiC, bien que ce soit le dopant le plus couramment utilisé. Notre contribution à cet effort porte sur l'étude de la concentration d'azote dans les cristaux obtenus en fonction de différents paramètres de croissance. Compte tenu des mécanismes d'adsorption/désorption à la surface de croissance, un effort a été fait pour expliquer les tendances obtenues expérimentalement
Silicon Carbide is one of the most important and widely used semiconductors for power electronic devices. Due to the increasing demand for high efficiency, low cost and energy saving electronics, further improvement of the properties of single crystal semiconductors is needed. That requires a better understanding of the phenomena involved in the growth process of these materials. This thesis will bring some new insight into two main topics at the field of SiC bulk growth from the vapor phase. Initially, the growth process used in our laboratory was developed in order to improve the quality and the size of the grown SiC crystal. A geometry that allows the contactless and reproducible growth of SiC single crystals was obtained. Continuously, we investigated the nucleation and propagation of structural instabilities (foreign polytype inclusions) that appear during growth. Two specific criteria must be fulfilled for a foreign polytype to be nucleated. Once the nucleation point is located, the propagation of the foreign polytype in the volume of the grown crystal can be comprehended. Once the stabilization or destabilization of the SiC polytypes was better perceived, an attempt was made to stabilize the growth of the 15R-SiC polytype. As a final objective, the growth parameters that could preferentially enhance the growth of the 15R-SiC are highlighted. Last, nitrogen incorporation during bulk growth from the vapor phase was studied. Indeed as the most commonly used dopant, no full description exists for the incorporation of nitrogen in SiC. We contribute to this effort by exploring the nitrogen concentration in the grown crystals as a function of various growth parameters. Considering the adsorption/desorption mechanisms at the growing surface, effort was given to explain the experimentally obtained trends

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STEER, CHRISTIAN. "Croissance de monocristaux de tellurure de cadmium par la methode bridgman modifiee : modelisation, preparation et caracterisation." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1993. http://www.theses.fr/1993STR13250.

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Abstract:

Croissance de monocristaux de grand volume de tellurure de cadmium par la methode bridgman modifiee: modelisation, preparation et caracterisation. Nous avons cree un modele mathematique du transfert thermique de l'ampoule de croissance cristalline a l'aide d'elements finis. Les changements dans les proprietes thermiques pendant la solidification ont ete consideres. Ce modele nous a permis de trouver le profil de temperature optimal pour la croissance de monocristaux. Cette simulation montre que le controle precis de la temperature proche du point de solidification est tres important. Un four bridgman modifie a 12 zones, pilote par ordinateur, a ete construit. Nous avons mis au point l'electronique de mesure de temperature avec une precision de 0. 03 deg c a 1200 deg c. La regulation de type multivariable est realisee avec un pc-ibm apres l'identification des parametres du four. Cet equipement nous a permis de tirer de grands monocristaux de tellurure de cadmium et de les caracteriser par topographie rayon x, tsc (courant par stimulation thermique), mesure de resistivite et par absorption infrarouge

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Marsaud, Françoise. "Croissance par la méthode Czochralski de monocristaux de Bi₁₂GeO₂₀ purs et dopés : caractérisation de ses propriétés photoréfractives." Bordeaux 1, 1987. http://www.theses.fr/1987BOR10610.

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Abstract:

Adaptation d'un systeme de controle par pesee sur l'appareillage de croissance czochralski pour l'obtention de monocristaux purs et dopes de bi::(12)geo::(20). Caracterisations physicochimiques des monocristaux en parallele avec l'etude des performances optiques. Conclusions quant aux consequences d'un dopage controle de la phase. Optimisation des proprietes du materiau au regard de ses conditions d'elaboration

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Liu, Hairui. "Cristallogenèse et caractérisations de monocristaux piézoélectriques sans plomb à base de KNN." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0197/document.

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Abstract:

Cette thèse vise à trouver des approches possibles pour l’amélioration des propriétés électromécaniques de monocristaux piézoélectriques à base de KNN. La TSSG et la SSSG sont entreprises afin de faire croître des monocristaux La conclusion de l'aspect de croissance cristalline est: (1) Pour chaque élément pris individuellement, leurs coefficients de ségrégation reposent fortement sur leurs concentrations initiales dans la solution liquide. (2) La compétition entre éléments occupant le même site du réseau est démontrée. (3) Le très faible coefficient de ségrégation de Li dans la matrice KNN est responsable de l'apparition d'une phase secondaire présentant la structure bronze de tungstène quadratique. (4) Les régions optiquement laiteuses observées dans les monocristaux diminuent la réponse électrique et peuvent être réduites par traitement thermique et refroidissement lent. Dans la deuxième partie, nous avons utilisé trois approches pour améliorer le comportement piézo/ferroélectrique des monocristaux à base de KNN. La Ta ou Sb substitution indique qu'une réponse électromécanique améliorée est obtenue lorsque la transition orthorhombique-quadratique est à proximité de la température ambiante. Le traitement thermique sous atmosphère d'O2 pur a conduit au doublement de la valeur du coefficient piézoélectrique et des paramètres ferroélectriques d'un monocristal de (K,Na,Li) (Ta,Nb,Sb)O3. Son coefficient piézoélectrique à la température ambiante, qui constitue un record mondial à l’heure actuelle vis-à-vis de ce qui est reporté dans la littérature internationale, vaut 732 pC/N. La troisième approche consiste au dopage des monocristaux de (K,Na,Li)(Ta,Nb)O3 avec Mn
The thesis aims to find possible approaches for improved electromechanical properties in KNN-based piezoelectric single crystals. Both submerged-seed and top-seeded solution growth techniques were employed to produce single crystals. Conclusions from the crystal growth aspect are: (i) For individual elements, segregation coefficients highly rely on the initial concentration in the liquid solution. (ii) A competition between elements occupied on the same lattice site was found. (iii) The very low Li segregation coefficient in the KNN matrix is responsible for the occurrence of a secondary phase with the tetragonal tungsten bronze structure. (iv) Observed optically-cloudy regions in as-grown crystals decrease the electrical response and can be reduced by thermal treatment with slow cooling. In the second part, we used three approaches to enhance the piezoelectric and ferroelectric behavior of KNN-based single crystals. Ta or Sb substitutions indicates that enhanced electromechanical response is achieved when the orthorhombic-tetragonal phase transition is near room temperature. Thermal treatment in pure O2 atmosphere resulted in a twofold increase of the piezoelectric coefficient and ferroelectric parameters of a (K,Na,Li)(Ta,Nb,Sb)O3 single crystal. The highest room-temperature piezoelectric coefficient in annealed KNN-based single crystals of 732 pC/N was obtained. The third approach, doping with Mn ions in (K,Na,Li)(Ta,Nb)O3 single crystals, is also presented

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Hassouni, Abdesselem El. "Croissance, caractérisations structurales et analyses spectroscopiques de fibres monocristallines de la famille des niobates Li Nb O3 (LN), Ba2 Na Nb5 O12 (Bnn) et Srx Ba1-x Nb2 O6 (SBN) à propriétés non linéaires." Lyon 1, 2004. http://www.theses.fr/2004LYO10091.

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Abstract:

L'optique non linéaire est au coeur de nombreuses études pour ces applications dans les lasers continus et à impulsions accordables en fréquences. Parmi les cristaux utilisés, les niobates sont largement développés pour leur stabilité structurale et leurs coefficients non linéaire élevés. Dans cette étude, nous avons synthétisé des fibres monocristallines appartenant à cette famille (Li Nb O3, Ba2 Na Nb5 O15 et Srx Ba1-x Nb2 O6) en optimisant leurs croissance grâce à deux techniques novatrices, l'une de zone flottante par chauffage laser (LHPG) au LPCML de Lyon, l'autre dite [micro]-PD à l'université Tohoku au Japon. La structure des cristaux a été caractérisée par les voies usuelles de chimie du solide et par l'utilisation de sondes structurales luminescentes, comme Yb3+. L'analyse spectroscopique de niobates dopés a permis de mesurer les potentialités laser, à l'auto-doublage de fréquences et d'entrevoir des applications du phénomène d'hystérésis de paires d'Yb3+ aux mémoires optiques

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Dragos, Oana-Georgiana. "Etude des composés lamellaires de type AxCoO2 (A = Na et Li) à structure triangulaire." Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112133.

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Abstract:

Ce mémoire porte sur l’élaboration et la caractérisation de composés AxCoO2 (A=Na et Li). Au cours de ce travail, des matériaux polycristallins de type NaxCoO2, homogènes en composition et ayant un taux de sodium très proche de celui attendu, ont été synthétisés par la méthode « sol-gel ». Les mesures d’aimantation en fonction de la température ont montré que ces échantillons possédaient un comportement de type Curie-Weiss. Parallèlement aux poudres, des monocristaux de composés AxCoO2 (A=Na et Li) ont été synthétisés par la méthode de la zone fondue. A l’aide de différentes techniques de caractérisation (diffraction X, microscopie électronique à balayage, microscopie optique et analyse chimique), nos avons montré que ces monocristaux étaient monophasés, homogènes en composition et de bonne qualité cristalline. L’étude du comportement des surfaces des monocristaux AxCoO2 (A=Na et Li) a montré que les surfaces des deux types de composés pouvaient être modifiées par application d’une différence de potentiel entre la pointe conductrice d’un microscope AFM et l’échantillon. Le mécanisme par lequel les surfaces sont modifiées est un mécanisme d’intercalation/désintercalation électrochimique des ions alcalins. Ces changements conduisent à l’obtention de régions ayant des taux d’alcalin différents, donc ayant une conductivité électrique locale différente. La possibilité de transformer électrochimiquement, et ce de manière réversible, les surfaces des monocristaux AxCoO2 (A=Na et Li) montre que de tels composés pourraient être utilisés comme supports de stockage d’informations réinscriptibles, ce qui représente une alternative à l’inscription magnétique utilisée actuellement
This thesis deals with the synthesis and characterization of AxCoO2 compounds (A = Na and Li). In this study, polycrystalline samples of AxCoO2, homogeneous in composition, and with a Na content very close to the expected one, were synthesized by the "sol-gel" method. Magnetic susceptibility measurements have shown that these samples exhibit a Curie-Weiss behavior. Besides powder samples, single crystals of AxCoO2 (A = Na and Li) were grown by the floating zone method. Using various characterization techniques (X-ray diffraction, scanning electron microscopy, optical microscopy and chemical analysis), we have shown that the single crystals are homogeneous in composition and have a good crystalline quality. The single crystalline surfaces of AxCoO2 (A = Na and Li) can be modified by application of a voltage between the conducting tip of an atomic force microscope and the sample. The mechanism involved in this modification implies a reversible electrochemical intercalation/deintercalation of the alkaline ions. These modifications allow obtaining regions, which have different concentrations of alkali ions, hence having a different local electrical conductivity. The possibility of transforming electrochemically, in a reversible way, the surfaces of single crystals of AxCoO2 (A = Na and Li) shows that these compounds could be used as rewritable information media and this could be an alternative to the magnetic recording used nowadays

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Ruyter, Antoine. "Croissance et structure de monocristaux de bi-2212. Etude de la dynamique des vortex et des proprietes d'ancrage." Caen, 1994. http://www.theses.fr/1994CAEN2052.

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Abstract:

L'obtention de monocristaux de bi-2212 de bonne qualite est d'un interet capital pour l'interpretation des mesures physiques effectuees sur ce compose. La premiere partie de ce travail a donc ete consacree a la croissance de monocristaux et a leur caracterisation. Une resolution de la structure a ete proposee dans le cadre d'un modele centrosymetrique module en tenant compte de la modulation displacive et, chose nouvelle, de la modulation du taux d'occupation des sites. Nous avons montre, par decoration, l'existence d'un reseau de vortex hexagonal dont nous avons etudie le caractere bidimensionnel par des mesures de j#c(b, ) ou est l'angle entre b et l'axe c du monocristal. Nous avons etudie les phenomenes de dissipation par resistivite et par relaxation magnetique. En couvrant ainsi un tres grand nombre d'ordres de grandeurs de resistivite, nous avons mis en evidence un changement de regime de dissipation. Nous avons egalement mesure l'effet des defauts colonnaires crees par irradiation sur la ligne d'irreversibilite et sur la densite de force de piegeage par unite de volume. Dans le but de tester le caractere bidimensionnel du reseau de vortex, nous avons irradie des monocristaux sous differents angles d'incidence #i (#i=0, 45 et 75). L'etude du deplacement de la ligne d'irreversibilite et les mesures de j#c(b, ) ont confirme le caractere bidimensionnel des vortex pour les temperatures intermediaires. Aux basses temperatures (t<15k), un effet directionnel de l'ancrage montre neanmoins un possible comportement 3d des vortex. L'etude de la dissipation par le modele de hagen et griessen a mis en evidence l'existence d'un pic d'energie de piegeage, a haute energie, caracteristique des defauts colonnaires. Une analyse complementaire dans le modele de nelson et vinokur a confirme l'importance de l'ancrage par ces defauts

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GONDET, SYLVAIN. "Optimisation des conditions de croissance et réduction des dislocations dans des monocristaux d'InP élaborés par un procédé Czochralski." Grenoble INPG, 1999. http://www.theses.fr/1999INPG0043.

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Abstract:

Les dislocations presentes dans les substrats monocristallins d'inp se propagent dans les couches epitaxiees et entrainent une baisse des performances et de la duree de vie des composants opto et microelectroniques. Ces dislocations sont le resultat des contraintes thermiques subies par les monocristaux en cours de croissance par un procede czochralski encapsule. Pour diminuer la densite de defauts presente dans les plaquettes, les gradients thermiques dans le cristal, sources de contraintes, peuvent etre optimises par l'ajout d'ecrans thermiques. Des outils muneriques ont ete utilises pour tester l'impact des ces ecrans supplementaires sur le champ de temperature dans les differents elements du fours. Ces simulations, effectuees par la methode des elements finis, prennent en compte un grand nombre de phenomenes physiques comme la semitransparence de l'encapsulant ou la convection turbulente dans le bain et le gaz. La qualite structurale des plaquettes a ete caracterisee de deux facons : premierement par la densite surfacique des points d'emergence des dislocations mesuree par analyse d'image, deuxiemement par la largeur a mi hauteur d'un pic de diffraction. Ces deux methodes permettent de quantifier de facon reproductible les ameliorations apportees par les configurations donnant les meilleurs resultats numeriques. Une diminution de 40% des densites de dislocations a ete ainsi obtenue pour des plaquettes de 2 et 3 pouces de diametre. Un modele visco plastique de type haasen-sumino a ete ensuite couple avec les calculs thermiques. Il permet de calculer a partir du champ de temperature la densite de dislocations en chaque point de cristal et a chaque pas de temps. L'annihilation des dislocations, processus critique a haute temperature, a ete pris en compte et permet d'obtenir une tres bonne correlation qualitative et quantitative entre les mesures et les calculs. Il a ainsi ete determine que les dislocations presentes au centre de la plaquette sont produites au niveau de l'interface solide/liquide et que celles presentes a sa peripherie sont multipliees au niveau de la surface de l'encapsulant. Les resultats de cette these sont une meilleure qualite cristalline des plaquettes industrielles, le developpement d'outils numeriques specifiques a la croissance czochralski et une meilleure connaissance des phenomenes conduisant a la formation des dislocations.

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Garçon, Isabelle. "Contribution à l’étude de la croissance de monocristaux de carbure de silicium par la méthode de Lely modifiée." Grenoble INPG, 1995. http://www.theses.fr/1995INPG0122.

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Abstract:

L'etude de la croissance de monocristaux de carbure de silicium de structure cristallographique hexagonale 6h par la methode de lely modifiee fait l'objet de ce memoire. L'obtention de monocristaux de carbure de silicium de bonne qualite est un facteur limitant pour le developpement de ce materiau ainsi que des materiaux tels que gan ou aln, dans le secteur de la microelectronique. Apres une description des varietes cristallines du sic, le reacteur experimental mis en place est presente. Les etapes d'elaboration des monocristaux ainsi que les sequences de croissance developpees sont detaillees. Les cristaux obtenus sont etudies en fonction de leurs conditions de croissance afin de degager les parametres importants du systeme. Une fois ces parametres identifies, leurs influences sur la qualite du cristal, sa nature et sur la vitesse de depot sont analysees. Les techniques mises en uvre pour caracteriser les echantillons obtenus sont par ailleurs decrites. Outre ce travail experimental, nous avons tente de simuler les differents phenomenes physiques intervenant lors de la croissance de monocristaux de carbure de silicium dans notre reacteur afin d'ameliorer la comprehension du systeme. Pour cela, nous avons d'une part calcule les equilibres thermodynamiques, d'autre part etudie les transferts thermiques et le transport de masse dans le creuset. Ce travail de simulation, deja utilise dans les procedes de depot chimique en phase gazeuse, est applique pour la premiere fois au transport physique en phase gazeuse

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Theodore, Fred. "Préformage de monocristaux de saphir optique : optimisation de la croissance hors fissuration par simulation numérique du problème thermomécanique." Grenoble INPG, 1998. http://www.theses.fr/1998INPG0100.

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Abstract:

Le preformage de monocristaux designe des methodes d'elaboration de geometries speciales au plus pres des cotes fonctionnelles. Nees de la necessite de controler le diametre des boules czochralski, ces techniques ont evolue jusqu'a concevoir le tirage au travers de filieres alimentees par des canaux capillaires. Applique au saphir, le preformage pose des problemes de qualite cristalline, de rupture fragile au cours de la croissance, et de respect des tolerances dimensionnelles. Des cristaux sont elabores par croissance capillaire classique et par une technique originale de preformage local dont on effectue la mise au point pour le tirage de tubes, de plaques, de cones, d'hemispheres, etc. Les pieces sont ensuite caracterisees pour verifier qu'elles conservent les proprietes optiques, notamment dans l'infrarouge, et les proprietes mecaniques des monocristaux massifs. Une grande part du travail realise consiste en la simulation numerique des conditions de croissance a haute temperature (t > 2000 c). Le calcul des echanges thermiques dans le four de tirage permet d'etablir les lois de regulation validees experimentalement. Un modele de comportement thermo-elasto-viscoplastique du saphir est mis en place et valide par la simulation d'essais mecaniques rapportes dans la litterature. La modelisation du comportement thermomecanique pendant la croissance donne ensuite une evolution fiable des contraintes dans le cristal et de la degradation de la qualite microstructurale par multiplication de dislocations. Elle est egalement appliquee a l'etude de conditions particulieres de tirage non realisees experimentalement. Enfin, ces calculs qui integrent toute l'histoire de la solidification determinent des criteres de compatibilite pour la croissance sans fissuration.

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Tallaire, Alexandre. "Croissance de monocristaux de diamant par dépôt chimique en phase vapeur pour des applications en électronique de puissance." Paris 13, 2005. http://www.theses.fr/2005PA132032.

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Abstract:

Au cours de cette thèse, l'optimisation conjointe de la qualité et des vitesses de croissance de films de diamant monocristallin a été menée dans un réacteur de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma micro-onde. En particulier, le rôle de paramètres expérimentaux tels que la concentration en méthane, la température du substrat, ou la densité de puissance micro-onde injectée en mode continu ou pulsé ont été étudiés, ainsi que l'ajout de très faibles quantités d'azote dans la phase gazeuse pendant la croissance. Des monocristaux de diamant, épais de plusieurs milimètres, et dont la qualité a été évaluée par une large variété de techniques de caractérisation ont ainsi pu être synthétisés pour la première fois. Leur utilisation pour des applications en électronique de puissance est finalement discutée et les premières mesures électroniques présentées.

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Ilas, Simon. "Elaboration et caractérisation de matériaux non linéaires pour la conception de dispositifs laser émettant dans l'ultraviolet." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066068/document.

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Abstract:

Les lasers solides émettant dans l'UV sont l'objet de nombreux efforts de recherche. Ainsi, deux cristaux non linéaires ont été développés et caractérisés pour réaliser la conversion de fréquences laser dans le domaine UV : Ca5(BO3)3F (CBF) et YAl3(BO3)4 (YAB). Concernant les cristaux de CBF, l'influence des gradients thermiques ainsi que de nouveaux flux ont été étudiés en vue d'améliorer la qualité cristalline. La génération du troisième harmonique à 343 nm en type II a été réalisée pour la première fois dans CBF. 300 mW correspondant à un rendement ? (1030 ' 343 nm) = 1,5 % ont été obtenus. L'utilisation de flux à base de LaB3O6 a permis la synthèse de cristaux de YAB par la méthode TSSG. Les propriétés physiques, structurales ainsi que les défauts de ces cristaux ont été caractérisés. De bonnes performances ont été obtenues dans le cadre de la génération du quatrième harmonique à 266 nm puisqu'un rendement de conversion ? (1064 ' 266 nm) = 12,2 % a été atteint
This PhD study is devoted to the growth and characterization of two promising NLO crystals for UV laser light generation : Ca5(BO3)3F (CBF) and YAl3(BO3)4 (YAB). Concerning CBF, the influence of thermal gradients and new fluxes have been studied in order to improve the crystal quality. The third harmonic generation at 343 nm in CBF is demonstrated for the first time. 300 mW of average power and 1,5 % conversion efficiency from 1030 to 343 nm have been obtained. The use of the flux LaB3O6 allows the growth YAB crystals by TSSG method. Structural and physical properties as well as extended defects and impurities of these crystals have been characterized. Fourth harmonic generation at 266 nm was performed in YAB and 12,2 % conversion efficiency from 532 to 266 nm has been obtained

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Bahouka, Armel. "Comparaison des propriétés optiques de [bêta]-BBO obtenu par croissance TSSG et par tirage Czochralski en vue d'optimiser la génération de rayonnements UV." Metz, 2006. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2006/Bahouka.Armel.SMZ0601.pdf.

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Abstract:

Bêta-BBO est un cristal non linéaire très utilisé dans la conversion de fréquences vers l'UV. Son mode de fabrication le plus courant est la croissance TSSG (Top Seeded Solution Growth) à partir d'une solution composée de BaB2O4 dans le solvant Na2O. Bien que très répandus les cristaux TSSG contiennent impuretés et inclusions dues essentiellement au solvant et qui limitent leurs performances optiques. La méthode Czochralski (Cz) permet d'éviter l'ajout du solvant. Ainsi, des cristaux plus purs, avec une vitesse de tirage 24 fois supérieure sont obtenus en laboratoire. Cependant cette croissance exige un bain en surfusion hors équilibre thermodynamique et peut générer contraintes et dislocations dont il est intéressant de connaître l'impact sur les performances optiques. Pour qualifier voire distinguer les cristaux Cz et TSSG, des études sur la synthèse, les impuretés, la qualité cristalline du volume et des surfaces ainsi que sur la mise en forma des échantillons ont été menées dans le cadre de cette thèse. Les deux croissances ont des contraintes internes et surfaciques similaires mais les cristaux Cz comportent moins d'impuretés et présentent des densités de dislocation plus faibles. Les mesures des phénomènes d'absorption non linéaire et d'autofocalisation menées d'après la méthode Z-scan conduisent, dans la direction de l'accord de phase IR-visible, à une amélioration de la figure de mérite des échantillons Cz. Le coefficient effectif non linéaire mesuré sur ces cristaux pour la conversion visible-UV indique une meilleure efficacité pour les échantillons Cz qui peut en partie s'expliquer par les résultats d'absorption linéaire
BBO is a non linear optical crystal which benefits from two growing methods, the top seeded solution growth (TSSG) and the Czochralski (Cz) growing method. In this PhD thesis, we stidied the impact of each process upon the optical properties of BBO. Crystals grown by the tssg method contain impurities and inclusions essentially due to the Na2O solvent that decrease their optical performances. The Cz grown crystals produced 24 times faster in laboratories should have less impurities since no solvent is used in the Cz technique. Nevertheless, the use of great temperature gradients could induce more dislocations and strains in those crystals which should also decrease the optical performances. In order to evaluate and to distinguish the two growing method and their impact upon the optical properties, numerous investigations on the crystal's crystalline quality and the crystal's chemical composition have been made. The results of these investigations lead to prove that Cz grown crystals and TSSG grown crystals have the same surface and volume strains but, Cz grown crystals have less impurities and less dislocations than the TSSG-grown crystals. The self focalization and non linear absorption figures of merit of Cz grown crystals studied by Z-scan method is better than those of the TSSG grown crystals. The non linear effective coefficient in the second harmonic generation from visible light to UV light is greater for the Cz-grown crystals

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Albino, Marjorie. "Synthèse et caractérisation structurale et diélectrique de céramiques et de monocristaux relaxeurs de structure TTB." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00920357.

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Abstract:

La structure bronze quadratique de tungstène, grâce à sa flexibilité cristallochimique, est une candidate légitime pour le développement de matériaux fonctionnels. L'étude des propriétés diélectriques, pyroélectriques, et ferroélectriques de céramiques de formulation Ba2NdFeNb4-xTaxO15 montre un crossover relaxeur-ferroélectrique-paraélectrique, avec une hystérèse thermique de la transition ferroélectrique. L'étude structurale des monocristaux relaxeurs Ba2LnFeNb4O15 (Ln=La, Pr, Nd, Sm, Eu), obtenus par la méthode du flux, a mis en évidence une structure modulée. L'affinement de la structure de base prouve l'existence de moments dipolaires dans le plan ab (dus à une distorsion des octaèdres [NbO6]). Afin d'établir un lien entre la structure cristalline et les propriétés d'un composé dérivé du multiferroïque MnWO4, la croissance en four à image de Mn0,85Mg0,15WO4 a été entreprise avec succès.

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Bensalah, Amina. "Caractérisation spectroscopique et potentialité laser proche infrarouge de l'ion Yb3+ dnas les monocristaux massifs de fluorures YLiF4, LuLiF4, BaY2F8 et KY3F10 tirés par la méthode Czochralski." Lyon 1, 2004. http://www.theses.fr/2004LYO10122.

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Abstract:

Ce travail concerne l'étude des monocristaux de fluorures massifs YLiF4, LuLiF4, BaY2F8 et KY3F10, obtenus par la méthode Czochralski, non dopés ou dopés par différentes concentration de l'ion activateur Yb3+, de bonne qualité optique pour des applications laser dans le proche infrarouge. L'analyse des propriétés spectroscopiques permet d'interpréter les niveaux d'énergie à basse température et de calculer les sections efficaces d'absorption et d'émission stimulée ainsi que les durées de vie radiatives à température ambiante. Par ailleurs, la dynamique de l'état excité de l'ion Yb3+, en analysant la variation de la durée de vie en fonction de la concentration en ytterbium, met en évidence la compétition des mécanismes d'auto-piégeage et d'auto-extinction par différents centres piégeurs. Enfin, l'évaluation des potentialités laser de ces cristaux à partir des données spectroscopiques en vue de l'exploitation de l'émission vers 1[mu]m est analysée. Les premiers essais lasers sont également présentés

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Heijboer, Pierre. "Etude des propriétés diélectriques et structurales de monocristaux et céramiques de structure TTB." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0096/document.

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Abstract:

Les travaux présentés dans ce manuscrit concernent des niobates de formulation Ba2LnNb4O15 (Ln = La ou Nd) et de structure "Tetragonal Tungsten Bronze" (TTB). Ces travaux se situent à la charnière de la chimie et de la physique des matériaux diélectriques et visent à mettre en relation structure cristalline et propriétés diélectriques. L'étude a été menée sur des TTB élaborés sous forme céramique et monocristalline. Après détermination de conditions optimales de croissance, par fusion de zone en four à image, des sections monocristallines ont été obtenues et caractérisées. Les résultats obtenus suggèrent des liens étroits entre composition, modulations structurales apériodiques et comportement diélectrique. Dans le même temps, deux nouvelles solutions solides céramiques ont été explorées, avec des schémas de substitution différents menant notamment à une réflexion très large sur les liens cristallochimie-ferroélectricité dans cette famille de TTB. Ces solutions solides présentent un crossover relaxeur-ferroélectrique, un comportement original et déjà observé dans d'autres solutions solides issues de cette famille de TTB. Des caractérisations avancées (mesures pyro- et piézoélectriques, cycles de polarisation) et des études structurales résolues en composition et en température ont permis d'établir des diagrammes de phases diélectriques montrant l'existence d'un état ferroélectrique métastable. Finalement, la présence d’une modulation structurale bidimensionnelle a pu être confirmée, dans les monocristaux et dans les céramiques, et l'ensemble des résultats obtenus pointent son implication dans les comportements cristallochimiques originaux rencontrés dans ces TTB
The present work deals with Ba2LnNb4O15 (Ln = La ou Nd) niobates crystallizing with the "Tetragonal Tungsten Bronze" (TTB) structure. These researches, at the interface of chemistry and physics of dieletrics, aim at establishing structure / dielectric properties relationships. They were performed on TTB materials elaborated in ceramic and single crystal forms. Following optimization of growth parameters with an image furnace, single crystals were obtained and characterized. The results obtained suggest that composition, aperiodically modulated structure and dielectric behavior are closely tied in TTBs. Meanwhile, two new ceramic solid solutions with different substitutions schemes were investigated, deepening the insight on crystal-chemistry and ferroelectricity of TTBs. These solid solutions exhibit a relaxor-ferroelectric crossover, an original behaviour previously observed in solid solutions derived from the same family of TTB niobates. Advanced physical characterization (ferro-, pyro- and piezoelectric measurements, polarization loops), and composition/temperature resolved structural studies, allowed for the determination of a dielectric phase diagrams showing the presence of a metastable ferroelectric state. Finally, the existence of a two-dimensional structural modulation in single crystals and ceramics has been confirmed, and the whole set of experimental results points towards its implication in the original dielectric behavior observed in these TTBs

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Brenier, Alain. "Cristallogenèse, caractérisation et propriétés de fluorescence des monocristaux lasers de type grenat : Gd3Ga5O12 dopés Cr3+-Tm3+-Ho3+ ou Mn4+." Lyon 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LYO10234.

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Abstract:

L'emission laser a 2 m de l'ion ho#3#+ est susceptible de nombreuses applications. On ne peut l'obtenir a temperature ambiante qu'en utilisant des ions sensibilisateurs captant l'energie de pompe et la transmettant sur le niveau emetteur laser (#5i#7 de ho). L'objet de ce travail est l'etude de la sensibilisation de ho#3#+ par les ions cr#3#+ et tm#3#+ dans le monocristal grenat gd#3ga#5o#1#2(ca, zr) et par les ions mn#4#+/ca#2#+-tm#3#+ dans le monocristal gd#3ga#5o#1#2. On decrit la croissance des monocristaux effectuee au laboratoire par la methode czochralski. La technique de regulation automatique du tirage est expliquee par un modele simple. La caracterisation (structure, composition chimique, coefficients de segregation des ions) des cristaux obtenus est donnee. On montre l'influence du desordre regnant dans le cristal sur la fluorescence des ions cr#3#+, mn#4#+ et terres rares. Le desordre est du a la repartition aleatoire des paires (ca, zr) ou des ions ca#2#+ compensant la charge de mn#4#+, ou a l'inversion gd/ga. La dynamique des etats excites et les transferts d'energie entre les ions cr#3#+-tm#3#+-ho#3#+ et entre les ions mn#4#+-tm#3#+ sont etudies. On trouve que 3 principaux processus conduisent l'energie de pompe de cr#3#+ sur le niveau #5i#7 de ho#3#+. Ce travail montre que le monocristal laser gd#3ga#5o#1#2 substitue ou non (ca, zr) peut valablement concurrencer les grenats a base de scandium sans avoir l'inconvenient de contenir cet element onereux et qu'il est le siege de processus de luminescence interessant autant la recherche fondamentale que la recherche appliquee

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Marsaud, Françoise. "Croissance par la méthode Czochralski de monocristaux de BiGeO purs et dopés caractérisations physico-chimiques et optimisation de ses propriétés photoréfractives /." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376077229.

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Moulin, Cécile. "Élaboration de monocristaux de carbure de silicium pour l’électronique de puissance : réduction de la densité de défauts." Grenoble INPG, 2001. http://www.theses.fr/2001INPG0150.

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Abstract:

Les exceptionnelles propriétés physiques du SiC en font un matériau semi-conducteur de choix pour les applications électroniques de moyenne et forte puissance. Aujourd’hui, le manque de disponibilité de substrats de grand diamètre et de bonne qualité empêche un décollage rapide d’une filière SiC en Europe. Les monocristaux de SiC sont réalisés par transport physique en phase vapeur. Ils contiennent différents défauts souvent sources de disfonctionnements importants au niveau des composants. L'objectif de cette étude est de réduire leur densité par un meilleur contrôle des conditions de croissance. Nous mettons en place, dans un premier temps, une chaîne de caractérisation afin de corréler les caractéristiques des cristaux aux conditions de croissance. Une étude sur le début de croissance montre ensuite la nécessité de bien contrôler l’état de surface du germe pendant les étapes de montée en température pour favoriser un mode de croissance latéral par avancée de marches permettant l’obtention de cristaux à faible mosaïcité. À cette étude préalable suivent les résultats d’une étude combinant croissance, caractérisation et simulation. L’influence de différents paramètres de croissance, tels que les gradients thermiques à l’intérieur de la cavité, ou encore celle de la pression d’argon sur les caractéristiques des cristaux est étudiée et quantifiée. Cette étude montre que des variations très faibles de température, de l’ordre de 1 % seulement de la température de travail sont suffisantes pour changer complètement les caractéristiques des cristaux. Une évaluation des problèmes de reproductibilité rencontrés, liés à cette extrême sensibilité au champ thermique est également présentée. Enfin, les caractéristiques structurales des cristaux élaborés sont étudiées et les mécanismes de croissance du SiC sont présentés. Des premiers résultats sur l’influence des caractéristiques des substrats sur les performances électriques des diodes concluent cette étude
Silicon carbide is a very promising material for high power applications. Today, significant improvements in both SiC wafer size and quality are still necessary to allow a fast development of silicon carbide in Europe. SiC single crystals are grown by a sublimation technique, and still contain several kind of defects usually detrimental for devices applications. A better understanding of the SiC sublimation growth has to be pursued to improve the material quality. First of all, several characterization techniques have been selected to establish relationships between the substrates characteristics and the growth process parameters. Then, a study on the start of growth has been undertaken. It shows that great care must be taken during the initial steps of the growth process in terms of pressure and temperature to avoid the deterioration of the speed surface, and to promote a lateral growth mechanism. This previous work is followed by a study combining growth, characterization and simulation results. The influence of several growth parameters such as the thermal gradients inside the cavity, or the influence of the argon pressure on crystals characteristics is studied and quantified. Results show how the material characteristics are sensitive to small parameters variations, and how it can be deteriorated (polytype switching, droplets…) by minor variations of temperature compared to the working temperatures. An evaluation of the process non-reproducibility, related to this extremely high sensibility of the thermal conditions, is also presented. Then, the structural characteristics of the ingots are studied and the silicon carbide growth mechanism is presented. Finally, first results on the substrate characteristics influence on the diodes electrical performances conclude this work

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Hraiech, Sana. "Monocristaux cubiques de sesquioxydes Ln2O3 (Ln = Y, Lu et Sc) et de fluorures CaF2 dopés par l'ion terre rare laser Yb3+ : croissance, caractérisations structurale et spectroscopique." Lyon 1, 2007. http://www.theses.fr/2007LYO10066.

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Abstract:

Ce travail s’inscrit dans le cadre du programme de recherches de monocristaux dopés par l’ion Yb3+ appliqués aux sources lasers dans le proche IR pompées par diodes. Nous avons tiré deux familles cristallines, les sesquioxydes (Y2O3, Lu2O3 et Sc2O3) et les fluorures CaF2, cubiques, dont les propriétés optiques ont été optimisées. Notre objectif est essentiellement d’approfondir les interprétations spectroscopiques des sites Yb3+ et de contribuer à l’analyse des mécanismes d’extinction de la luminescence. La technique de zone flottante LHPG (Laser Heated Pedestal Growth) implantée au laboratoire LPCML a été modifiée et ses performances améliorées. Nous avons pu tirer des fibres cristallines de sesquioxydes réfractaires (Y2O3, Lu2O3 et Sc2O3) (T fusion=2450°C), sans creuset. D’autres fibres ont été obtenues par la technique Micro-Pulling-Down (µ-PD) à l’Université Tohoku de Sendai (Japon), avec des creusets en rhénium. Nous avons pu ainsi comparer les deux types d’échantillons par leurs propriétés structurales et spectroscopiques d’absorption, d’émission et de déclins de fluorescence. Une étude spéciale a été consacrée à l’influence des groupements hydroxyles OH- sur l’extinction après implantation de protons. Dans le cas de CaF2:Yb3+ élaborés par la méthode µ-PD, nous avons analysé les influences de cations compensateurs de charges M+ = Li+, Na+ et K+ de Yb3+. Le co-dopage par Na+ est le mieux adapté en vue de l’optimisation des cristaux laser : il prévient la tendance à l’agrégation de Yb3+ et contrôle 4 symétries Oh, C4v, C3v et C2v. Les premiers tests laser très prometteurs des ions Yb3+ en symétrie C3v dans CaF2 non compensé, ont été démontrés
This study concerns the search of a laser diode pumped Yb3+- doped laser materials for the near IR range. Two cubic single crystalline families were studied: sesquioxides (Y2O3, Lu2O3 and Sc2O3) and fluorides CaF2, whose optical properties were optimized. Our object is to develop the interpretation of Yb3+ sites structure by spectroscopy and to contribute to the mechanism luminescence quenching. LHPG (Laser Heated Pedestal Growth) technique was modified for the sesquioxides growth. Single crystal fibers have been grown by using this technique without crucible. Other fibers were also obtained by Micro-Pulling-Down using a new rhenium crucible. Structural and spectroscopic properties of absorption, emission and decay time have been performed. A special study were adopted to interpret the influence of OH- on the luminescence quenching after proton implantation. In the case of Yb3+- doped CaF2 grown by the µPD technique, we have analysed the influence of the monovalent alkali ions Li +, Na + and K+ as charge compensator. Co-doping Na+ was proved to be the best for the laser optimization: it prevent Yb3+ ions from clustering, and control the number of the types of sites. First results of laser tests of the Yb3+ ions in symmetry C3v with CaF2 not compensated are also shown

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Lignie, Adrien. "Matériaux piézoélectriques pour applications hautes températures : étude de la croissance de monocristaux de Ge1-xSixO2 (0 ≤ x ≤ 0,2) et de leurs propriétés." Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20063/document.

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Abstract:

Dans la recherche de nouveaux matériaux piézoélectriques pour capteurs haute température (T > 600°C), nous nous sommes intéressés au matériau α-GeO2 dont le domaine de stabilité structurale en température et l'activité piézoélectrique seraient les plus importants parmi les composés isotypes du quartz-α. La littérature rapporte quelques limitations de ces deux propriétés dans le cas de monocristaux de α-GeO2 provenant de synthèses sous pression en milieu aqueux dues notamment à la présence de groupements hydroxyles au sein de la structure. Afin de remédier à cette contamination, une autre voie de croissance a été appliquée à GeO2 ; la méthode du flux par nucléation spontanée et à partir d'un germe monocristallin. Pour faciliter la croissance de la phase quartz-α de GeO2, métastable dans les conditions ambiantes, nous avons envisagé de substituer une faible partie des cations Ge4+ par des cations Si4+ (environ 10 % atomique). Après optimisation des différents paramètres expérimentaux, les cristaux synthétisés lors de ce travail ont été analysés par plusieurs techniques de caractérisation complémentaires (spectroscopies infrarouge et Raman, analyse E.D.X., D.R.X sur monocristal et sur poudre et D.S.C.) qui ont démontré leur excellente qualité cristalline, l'absence de contamination chimique (dans la limite de détection des techniques de caractérisation) et l'absence de transition de phase de la structure quartz-α, de la température ambiante à la fusion de ces matériaux (proche de 1100°C). L'approche de l'activité piézoélectrique de α-GeO2 en fonction de la température a été réalisée via l'étude de ses propriétés électromécaniques par spectroscopie d'impédance et spectroscopie Brillouin. Nous avons ainsi démontré que le matériau de structure quartz-α de GeO2 résonnait à très haute température (≈ 900°C) avec cependant une intensité diminuée par rapport à celle enregistrée à température ambiante
In the research of new piezoelectric materials for high temperature sensors (T > 600°C), we have been interested in α-GeO2 material which would exhibit the most important piezoelectric activity and structural stability domain with temperature among the α-quartz isotype compounds. Some limitations are described in the literature concerning those two properties in the case of hydrothermally-grown α-GeO2 single crystals mainly due to the presence of hydroxyl groups in their structure. To prevent this contamination, another growth approach was applied to GeO2: flux-growth method by spontaneous nucleation and from a crystalline seed. To facilitate the growth of the α-quartz phase of GeO2, metastable in ambient conditions, we have thought to substitute a part of Ge4+ cations by Si4+ cations (around 10 atomic per cent). After optimization of the different experimental parameters, flux-grown single-crystals were analyzed by several complementary characterization techniques (infrared and Raman spectroscopies, E.D.X. analyses, single-crystal and powder X-R.D. and D.S.C.) which have demonstrated their excellent crystalline quality, the absence of chemical contamination (inside the detection limit of characterization techniques) and the absence of phase transition of the α-quartz structure, from ambient temperature to the fusion of those materials (around 1100°C). The observation of piezoelectric activity of α-GeO2 as a function of temperature was realized from the study of its electromechanical properties by impedance spectroscopy and Brillouin spectroscopy. By these means, we have demonstrated that the α-quartz structure of GeO2 still resonate at very high temperature (≈ 900°C) with a weaker intensity compared to that recorded at ambient temperature

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CORNIER, JEAN-PIERRE. "Etude par microscopie electronique en transmission de petits defauts dans des monocristaux de gaas." Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066673.

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Abstract:

Recherche de la forme optimale des parois d'un monocristal de gaas lors de son elaboration pour reduire la densite des dislocations. Elaboration d'un modele pour la forme de l'interface de croissance a l'emergence d'une dislocation

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Ilas, Simon. "Elaboration et caractérisation de matériaux non linéaires pour la conception de dispositifs laser émettant dans l'ultraviolet." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066068.

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Abstract:

Les lasers solides émettant dans l'UV sont l'objet de nombreux efforts de recherche. Ainsi, deux cristaux non linéaires ont été développés et caractérisés pour réaliser la conversion de fréquences laser dans le domaine UV : Ca5(BO3)3F (CBF) et YAl3(BO3)4 (YAB). Concernant les cristaux de CBF, l'influence des gradients thermiques ainsi que de nouveaux flux ont été étudiés en vue d'améliorer la qualité cristalline. La génération du troisième harmonique à 343 nm en type II a été réalisée pour la première fois dans CBF. 300 mW correspondant à un rendement ? (1030 ' 343 nm) = 1,5 % ont été obtenus. L'utilisation de flux à base de LaB3O6 a permis la synthèse de cristaux de YAB par la méthode TSSG. Les propriétés physiques, structurales ainsi que les défauts de ces cristaux ont été caractérisés. De bonnes performances ont été obtenues dans le cadre de la génération du quatrième harmonique à 266 nm puisqu'un rendement de conversion ? (1064 ' 266 nm) = 12,2 % a été atteint
This PhD study is devoted to the growth and characterization of two promising NLO crystals for UV laser light generation : Ca5(BO3)3F (CBF) and YAl3(BO3)4 (YAB). Concerning CBF, the influence of thermal gradients and new fluxes have been studied in order to improve the crystal quality. The third harmonic generation at 343 nm in CBF is demonstrated for the first time. 300 mW of average power and 1,5 % conversion efficiency from 1030 to 343 nm have been obtained. The use of the flux LaB3O6 allows the growth YAB crystals by TSSG method. Structural and physical properties as well as extended defects and impurities of these crystals have been characterized. Fourth harmonic generation at 266 nm was performed in YAB and 12,2 % conversion efficiency from 532 to 266 nm has been obtained

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Ren, Jinlei. "Elaboration et caractérisation de monocristaux de borate pour la conversion de fréquence laser dans le domaine UV." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066060/document.

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Abstract:

Le fluoroborate de calcium Ca5(BO3)3F (CBF) et l'aluminoborate d'yttrium YAl3(BO3)4 (YAB) ont été étudiés pour respectivement la génération de 3ème et 4ème harmonique de laser proche infrarouge tel que YAG :Nd émettant à 1064 nm. Dans l'optique d'améliorer la qualité cristalline du CBF, nous avons étudié les paramètres de sa synthèse par réaction à l'état solide et ceux de sa cristallogénèse par la méthode Czochralski. Les acceptances thermiques pour la génération de 2nde harmonique à 1064 nm en type I et II ont également été déterminés. Et un cristal de CBF a permis de générer une énergie de 131,4 µJ à 355 nm par génération de 3ème harmonique, soit un rendement de conversion de 6,1%. Concernant le YAB, le flux à base de LaB3O6 a été étudié pour sa croissance cristalline par la méthode TSSG : des cristaux de tailles centimétriques sans fracture, ni inclusion ont été obtenus. Les défauts structuraux des cristaux (stries de croissance, macles etc.) ont été analysés. Par ailleurs, des investigations sur la réduction carbothermique ont été menées pour limiter la pollution en fer des cristaux. Une énergie laser de 163 µJ a été obtenue par doublage de fréquence de 532 nm à 266 nm, soit un rendement de conversion de 14,7%
Calcium fluoroborate Ca5(BO3)3F (CBF) and yttrium aluminum borate YAl3(BO3)4 were studied respectively for 3rd and 4th harmonic generation of near infrared laser as Nd:YAG laser emitting at 1064 nm. In order to improve the crystalline quality of CBF, solid state reaction parameters and crystal growth conditions by using Czochralski furnace were investigated. Thermal acceptances for second harmonic generation at 1064 nm for type I and II were determined. 131,4 µJ energy at 355 nm was obtained by 3rd harmonic generation, corresponding to a conversion efficiency of 6,1%. When it came to YAB, LaB3O6 based flux was investigated for its crystal growth by TSSG method: centimeter size, inclusion and crack free crystals were obtained. Structural defects of crystals (striations, twins etc.) were analyzed. Furthermore, carbothermal reduction investigation was carried out to limit iron pollution in crystals. Eventually 163 µJ at 266 nm were obtained by frequency doubling from 532 nm to 266 nm, corresponding to a conversion efficiency of 14,7%

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Ren, Jinlei. "Elaboration et caractérisation de monocristaux de borate pour la conversion de fréquence laser dans le domaine UV." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2017. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2017PA066060.pdf.

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Abstract:

Le fluoroborate de calcium Ca5(BO3)3F (CBF) et l'aluminoborate d'yttrium YAl3(BO3)4 (YAB) ont été étudiés pour respectivement la génération de 3ème et 4ème harmonique de laser proche infrarouge tel que YAG :Nd émettant à 1064 nm. Dans l'optique d'améliorer la qualité cristalline du CBF, nous avons étudié les paramètres de sa synthèse par réaction à l'état solide et ceux de sa cristallogénèse par la méthode Czochralski. Les acceptances thermiques pour la génération de 2nde harmonique à 1064 nm en type I et II ont également été déterminés. Et un cristal de CBF a permis de générer une énergie de 131,4 µJ à 355 nm par génération de 3ème harmonique, soit un rendement de conversion de 6,1%. Concernant le YAB, le flux à base de LaB3O6 a été étudié pour sa croissance cristalline par la méthode TSSG : des cristaux de tailles centimétriques sans fracture, ni inclusion ont été obtenus. Les défauts structuraux des cristaux (stries de croissance, macles etc.) ont été analysés. Par ailleurs, des investigations sur la réduction carbothermique ont été menées pour limiter la pollution en fer des cristaux. Une énergie laser de 163 µJ a été obtenue par doublage de fréquence de 532 nm à 266 nm, soit un rendement de conversion de 14,7%
Calcium fluoroborate Ca5(BO3)3F (CBF) and yttrium aluminum borate YAl3(BO3)4 were studied respectively for 3rd and 4th harmonic generation of near infrared laser as Nd:YAG laser emitting at 1064 nm. In order to improve the crystalline quality of CBF, solid state reaction parameters and crystal growth conditions by using Czochralski furnace were investigated. Thermal acceptances for second harmonic generation at 1064 nm for type I and II were determined. 131,4 µJ energy at 355 nm was obtained by 3rd harmonic generation, corresponding to a conversion efficiency of 6,1%. When it came to YAB, LaB3O6 based flux was investigated for its crystal growth by TSSG method: centimeter size, inclusion and crack free crystals were obtained. Structural defects of crystals (striations, twins etc.) were analyzed. Furthermore, carbothermal reduction investigation was carried out to limit iron pollution in crystals. Eventually 163 µJ at 266 nm were obtained by frequency doubling from 532 nm to 266 nm, corresponding to a conversion efficiency of 14,7%

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Lahkim, Abderrahman. "Purification de l'iodure mercurique pour l'expérience spatiale de croissance cristalline (micg-iml1). Caractérisation des monocristaux hgi#2-alpha par leurs propriétés de détection nucléaire." Clermont-Ferrand 2, 1992. http://www.theses.fr/1992CLF21426.

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Abstract:

Dans ce travail nous nous sommes interesses a la purification de l'iodure mercurique ainsi qu'a la caracterisation des monocristaux grace a leurs proprietes de detection nucleaire. Le materiau de base est purifie en trois etapes : une purification primaire par sublimations, un craquage des hydrocarbures et une purification secondaire. Le processus de fabrication des detecteurs et l'influence de certains parametres sur leurs performances en detection gamma sont traites. Une approche theorique par simulation de la reponse d'un detecteur hgi#2 a ete utilisee pour caracteriser les monocristaux en calculant leurs produits mobilite par duree de vie des trous

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Drhourhi, Allal. "Croissance en phase vapeur par flux force : application aux depots de monocristaux de tib::(2) en systeme ouvert et films de ni en systeme ferme." Clermont-Ferrand 2, 1986. http://www.theses.fr/1986CLF21036.

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Abstract:

Elaboration par depot chimique et transport chimique en phase vapeur des monocristaux tib::(2). Comparaison entre les deux methodes. Developpement d'un plan de travail pour obtenir des depots reproductibles. Etude du systeme ni/nio::(4) en tube scelle. Comparaison avec le systeme ouvert. Analyse du transport des flux. Elaboration du modele du transport des flux

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Bassat, Jean-Marc. "Optimisation des paramètres de croissance et caractérisation des monocristaux de Bi Go O purs et dopés en vue d'applications dans le domaine de l'optique cohérente." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb375957277.

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Drhourhi, Allal. "Croissance en phase vapeur par flux forcé application aux dépôts de monocristaux de TiB en système ouvert et de films de Ni en système fermé." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb375972876.

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Aron, Astrid. "Croissance cristalline et caractérisation laser des monocristaux d'oxoborates non linéaires M4R(BO3)3O (M=Sr, Ca et R=Y, La, Gd) dopés par les ions Yb3+ et/ou Er3+." Paris 6, 2002. https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001101.

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Clavier, Damien. "Croissance hydrothermale de monocristaux isotypes du quartz-alpha, étude des propriétés physiques et recherche de nouvelles solutions solides avec des oxydes du bloc p (Ge, Sn) et du bloc d (Mn, V, Ti)." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS005/document.

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Abstract:

Dans le domaine des cristaux piézoélectriques, le quartz est l'un des plus employés dans l'industrie électroniques pour des applications comme oscillateurs ou dans le domaine temps-fréquence. Le quartz-alpha SiO2 montre une décroissance de ses propriétés au-delà de 250°C, une transition de phase alpha-beta à 573°C et un faible coefficient de couplage électromécanique k autour de 8%. Bien que ses propriétés d'optique non-linéaire soient bien connues, son faible coefficient chi2 ne lui permet pas d'être utilisé dans des dispositifs doubleurs de fréquence. L'objectif de cette étude est d'augmenter la distorsion structurale et la polarisabilité de ce matériau en substituant une partie des atomes de silicium par des atomes plus volumineux tels que le germanium ou d'autres éléments. Afin de faire croitre des cristaux de taille centimétrique, la technique hydrothermale a été employée dans des autoclaves hautes pressions. Des cristaux de quartz-alpha de type Si(1-x)GexO2 ont été réalisés sur des germes de quartz-alpha SiO2 (001). Des cristaux volumineux avec différentes teneurs en germanium ont été obtenus puis analysés par spectroscopie infrarouge et par EPMA. Les propriétés piézoélectriques et d'optique non-linéaire ont été mesurées sur ces cristaux montrant une augmentation des propriétés physiques. Puis des croissances cristallines avec des atomes plus volumineux que le germanium ont été réalisées afin d'en augmenter davantage les propriétés physiques. Des substitutions par les éléments suivants ont été entreprises : Mn, V, Ti, et Sn
In the field of piezoelectric crystals, quartz is one of the widely used materials in industry for electronic device application as oscillators for the time-frequency domain. alpha-Quartz SiO2 shows a decrease of its piezoelectric properties above 250°C, an alpha-quartz to beta-quartz phase transition at 573°C and a low electromechanical coupling factor of about 8%. Although its nonlinear optics properties are well known, its low chi2 coefficient prevent it to be used in frequency doubling devices. The goal of this study is to increase the structural distortion and the polarizability of this material by substituting part of the silicon atoms with larger atoms such as germanium or other elements. In order to grow centimeter-size single crystals we use hydrothermal methods in high-pressure autoclaves. Crystal growth of mixed alpha-quartz Si(1-x)GexO2 crystals was successfully performed on pure alpha-quartz SiO2 (001) seeds. Large crystals with different germanium content were obtained and analyzed by infrared spectroscopy and EPMA. Piezoelectric and nonlinear optical properties were measured on these crystals, which exhibit a improved physical properties. Then crystal growths with larger elements than germanium were performed in order to further improve their physical properties. Substitution by the following elements: Mn, V, Ti and Sn were investigated

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Le, Dréau Loïc. "Transitions de phases et ordre des oxygènes interstitiels dans les oxydes de type K2NiF4 : monocristaux de La2CoO4+δ et La2CuO4 T, T' explorés par diffraction des neutrons et rayonnement synchrotron." Phd thesis, Université Rennes 1, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00634848.

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Abstract:

Cette thèse concerne l'étude structurale d'oxydes cristallins à stœchiométrie en oxygène variable. La méthode de synthèse de gros monocristaux est présentée en détail. Ces matériaux présentent une structure atomique en couche entre lesquelles des ions oxygènes peuvent être intercalés de manière topotactique par différentes méthodes, aussi bien par électrochimie à l'ambiante que par traitement thermique sous atmosphère et pression contrôlée. L'insertion d'oxygène entre les couches ne se fait pas aléatoirement mais ces atomes excédentaires restent ordonnés à longue distance et provoquent des distorsions du réseau cristallin par effet stérique. La structure atomique devient modulée par l'occupation des sites interstitiels et par les déplacements des atomes environnants. La structure réelle des composés riches en oxygène a été étudiée par diffraction des neutrons et des rayons-X synchrotron. La reconstruction des plans du réseau réciproque a permis de mesurer précisément la position et l'intensité de chaque réflexion satellite. L'application de la méthode de maximum d'entropie a permis la reconstruction des densités nucléaires avec une haute précision, ce qui favorise la visualisation des déplacements atomiques courts, et donne alors une meilleure connaissance de la structure cristalline réelle. Les transitions de phase en température ont également été étudiées par diffraction et par thermogravimétrie, montrant que la quantité d'oxygène intercalés varie spontanément avec la température, et, contre toute attente, que les phases restent modulées jusqu'à des hautes températures. La diffusion des ions oxygènes dans le réseau hôte aux températures modérées pourrait être amplifiée par l'occurrence de phonons spécifiques impliquant le tilt rigide des octaèdres composant le cristal.

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Koubaa, Taoufik. "Métrologie thermique en vue de la régulation d'un four de tirage de monocristaux d'AsGa." Grenoble 1, 1986. http://www.theses.fr/1986GRE10135.

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Abstract:

Mise au point et automatisation d'un four czochralski pour la croissance de monocristaux gaas. La regulation du diametre des cristaux et l'amelioration de leur qualite ne peuvent etre atteintes qu'en maitrisant la distribution de temperature dans le four, car elle conditionne la forme de l'interface de solidification. Mise au point de deux instrumentations de mesure de temperature. La premiere permet de faire une cartographie des temperatures dans le bain fondu. La deuxieme permet de determiner la temperature sous le creuset, indispensable pour la regulation de la machine de tirage. Description de quelques experiences

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Xin, Cong. "Cristallogenèse et caractérisation de monocristaux piézoélectriques sans plomb dans le système BaTiO3-CaTiO3- BaZrO3." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0211/document.

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Abstract:

Les solutions solides appartenant au système quasi-ternaire BaTiO3-CaTiO3-BaZrO3 (BCTZ) sont des candidates prometteuses pour les piézoélectriques sans plomb. Ce travail de thèse expérimental est consacré à la cristallogenèse et à la caractérisation de différents monocristaux dans le système BCTZ : BaZrO3, CaTiO3 ainsi que les solutions solides Ba1-xCaxTi1-yZryO3 présentant des teneurs en zirconium (Zr) et en calcium (Ca) proches de celles de la composition Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-50(Ba0.7Ca0.3)TiO3 (BZT-50BCT) où les performances piézoélectriques sont exacerbées.Les monocristaux de CaTiO3 et de BaZrO3 ont été obtenus à la fois depuis une solution à haute température par la méthode du flux et à partir de leur phase fondue par la technique de la zone flottante optique. Dans le cas de CaTiO3 obtenu dans un four à image à 1975°C, l'aluminium (Al), le magnésium (Mg) et le baryum (Ba) ont été détectés comme étant les principales impuretés. Les spectres Raman de CaTiO3 sont en bon accord avec les spectres référencés dans la littérature. La croissance cristalline de BaZrO3 est beaucoup plus difficile à cause de son point de fusion très élevé (2700°C). Le flux BaB2O4 a été utilisé avec succès pour faire croitre des cristaux d’environ 150-200μm à 1350°C, soit à la moitié de son point de fusion. Des boules de BaZrO3 de taille centimétrique ont également été obtenues à partir de la phase fondue en four à image. Les impuretés majoritaires telles le strontium (Sr), l’hafnium (Hf), le calcium (Ca) et le titane (Ti) ont été détectées par GDMS et SIMS dans une gamme de concertation atomique de 0.3-0.5%. L’énergie de gap optique est d'environ 4,8 eV et souligne la grande qualité des cristaux de BaZrO3 obtenus en four à image. Les propriétés diélectriques à basse température de BaZrO3 confirment l'absence de transition de phase structurelle. Les études de Raman révèlent que même si BaZrO3 n'a pas de transition de phase à basse température, il présente une transition de phase cubique-quadratique sous haute pression à 11GPa à température ambiante.Dans la deuxième partie de cette thèse, des monocristaux centimétriques de BCTZ ont été obtenus avec succès par la croissance en flux. Les profils de concentrations en Ca et Zr le long des boules indiquent que leurs coefficients effectifs de ségrégation dépendent fortement de leur concentration initiale dans la solution liquide. Ceux-ci évoluent considérablement au cours du processus de cristallogenèse, rendant ainsi la croissance de BCTZ très délicate en vue d’obtenir des compositions constantes et proches de celles de la région de convergence de phases. De plus, une décomposition spinodale a été mise en évidence, indiquant la coexistence de deux solutions solides de compositions proches au sein des cristaux de BCTZ. Les propriétés diélectriques et piézoélectriques des cristaux obtenus ont été déterminées et présentent des caractéristiques allant du ferroélectrique classique au relaxeur. Les mesures diélectriques montrent notamment une double boucle d'hystérésis (PE) anormale qui disparaît après polarisation
Solid solutions belonging to BaZrO3–BaTiO3–CaTiO3 (BCTZ) pseudo-ternary system are promising candidates for lead-free piezoelectrics. This thesis aims at growing and characterizing various single crystals of the BCTZ system: the end members BaZrO3 and CaTiO3 as well as Ba1-xCaxTi1-yZryO3 solid solution compounds with zirconium (Zr) and calcium (Ca) contents close to Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-50(Ba0.7Ca0.3)TiO3 composition (BZT-50BCT) where high piezoelectric performances are expected.CaTiO3 and BaZrO3 single crystals were both grown from high temperature solution by the flux method and from the melt by the optical floating zone technique. In the case of CaTiO3 grown with a mirror furnace at 1975°C, aluminum (Al), magnesium (Mg) and barium (Ba) as main impurities were detected. The Raman spectra of CaTiO3 are in good agreement with the spectra referenced in the literature. The growth of BaZrO3 was more challenging because of its very high melting point (2700°C). BaB2O4 flux was successfully used to produce 150-200 μm-sized BaZrO3 crystals at half its melting point (1350°C) and bulk centimeter-sized BaZrO3 boules were grown from the melt. Sr, Hf, Ca and Ti were detected by GDMS and SIMS as main impurities in the range of 0.3-0.5 at.%. The optical band gap is found to be ~4.8 eV and indicates the high quality of the BaZrO3 crystals grown with mirror furnace. Low temperature dielectric properties of BaZrO3 are displayed and confirmed the absence of structural phase transition. Raman investigations reveal that even though BaZrO3 does not have any phase transition at low temperatures, it exhibits a high-pressure phase transition from cubic to tetragonal at 11GPa at room temperature.In the second part, BCTZ centimeter-sized single crystals have been successfully grown by the top seeded solution growth technique. Ca and Zr content profiles throughout the as-grown boules indicate that their effective segregation coefficients are highly dependent on their initial concentration in the liquid solution. Concentrations evolve substantially during the crystal growth, making the BCTZ crystal growth a tricky issue when a narrow compositions range is targeted, as in the vicinity of the phase convergence region. Furthermore, spinodal decomposition was observed, indicating the coexistence of two solid solutions with close compositions in BCTZ crystals. Dielectric and piezoelectric properties were measured for some crystals, which were found to display a variety of behavior form relaxor to pure ferroelectric. In addition, an abnormal double-like PE hysteresis loop was observed, that was associated to an irreversible effect disappearing upon poling

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Ranieri, Vincent. "Amélioration des performances du quartz par substitution de germanium au silicium dans le réseau cristallin." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00504709.

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Abstract:

Parmi les matériaux piézoélectriques monocristallins, le quartz est le plus utilisé. Cependant ses performances intrinsèques atteignent leurs limites pour les applications émergentes. Des relations entre la distorsion structurale du matériau et ses propriétés physiques et piézoélectriques ont été établies. Il en ressort que la substitution du silicium par du germanium au sein du réseau cristallin est une voie prometteuse pour améliorer les propriétés du quartz, notamment le coefficient de couplage et la stabilité thermique de la phase de type quartz-α. Les cristaux Si1-xGexO2 obtenus par croissance en milieu hydrothermal sont caractérisés par microsonde électronique, spectroscopie Raman à haute température (jusqu'à 1100°C) et diffraction des rayons X. L'affinement des paramètres structuraux montrent que le germanium en se substituant au silicium engendre une distorsion de la structure cristalline. Cette distorsion augmente avec la fraction atomique en Ge et a pour effet de stabiliser la phase de type quartz-α tout en réduisant le désordre dynamique même à haute température.

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BELLEMKHANNATE, ZAKIA. "Determination des parametres physiques intervenant dans la methode du flux force en tube scelle en vue d'une experience de croissance de monocristaux de iodure mercurique alpha en microgravite." Clermont-Ferrand 2, 1992. http://www.theses.fr/1992CLF21448.

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Abstract:

Dans le cadre d'une experience de croissance de monocristaux de l'iodure mercurique alpha par la methode du flux force en tube scelle, une etude des parametres physiques est realisee, cette etude concerne la determination de la tension de vapeur de l'iodure mercurique, l'etude du transport de matiere a l'interieure du dispositif de croissance, l'etude de la temperature a l'interieure du tube scelle et l'etude de la sursaturation, parametre utile pour la confection des monocristaux de l'iodure mercurique alpha au sol et en espace

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Perrin, Daniel. "Élaboration de monocristaux de la solution solide Bi40Te54Se6 par les méthodes Bridgman et "travelling heater method" : influence de la méthode d'élaboration sur les propriétés thermoélectriques." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL130N.

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Abstract:

Ce travail porte sur la croissance cristalline et la caractérisation de la solution solide Bi40Te54Se6 de type n, dopée au brome ou avec excès de tellure, afin de connaitre les paramètres essentiels qui influent sur les propriétés thermoélectriques. L’étude de lingots cristallisés par la méthode Bridgman-Stockbarger a mis en évidence une inhomogénéité en composition, mais a permis de définir les coefficients de distribution du brome et du tellure en excès. Dans le but d'améliorer l'homogénéité et la qualité cristalline des lingots, nous avons effectué à partir d'un germe, la croissance par la méthode Travelling Heater Method (THM) de monocristaux non dopés. Pour cela, nous avons complété le diagramme de phase ternaire, du coté riche en tellure, en déterminant la courbe d'isoconcentration correspondant à la composition de la solution solide étudiée. Des échantillons T. H. M. Sont amenés à la composition du solidus par des recuits de saturation en tellure entre 565 et 588°C. La ligne solidus est exprimée en terme de concentration de porteurs en fonction de la température de recuit. La caractérisation de ces échantillons, par mesure du coefficient de Seebeck, de la résistivité électrique et de la conductivité thermique nous a permis de déterminer le facteur de mérite maximal: 2,7. 10-3 K-1. Des lingots T. H. M. Homogènes, dopés au brome et de très bonne qualité cristalline ont également été élaborés. Le facteur de mérite est égal à 2,9. 10-3 K-1 pour 10^19 atome de brome par cm3. Cette étude a montré l'intérêt de la méthode T. H. M. Pour effectuer la croissance de solutions solides ternaires dont la composition est bien définie du point de vue thermodynamique

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Dissertations / Theses on the topic 'Croissance de monocristaux'

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