Dissertations / Theses: 'Dopage par charge d'espace'

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Wu, Wenyi. "Space Charge Doped p-n Junction : 2D Diode with Few-layer Indium Selenide." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2020. http://www.theses.fr/2020SORUS449.

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Abstract:

Ce travail allie les propriétés singulières des matériaux 2D à une technique innovante utilisée pour modifier les propriétés électroniques des films ultra-minces pour proposer une nouvelle technologie permettant de réaliser le dispositif électronique le plus simple, la diode. Tout d'abord, nous identifions les matériaux semi-conducteurs pouvant être fabriqué en couches ultra-minces. Deuxièmement, nous utilisons une technique appelée dopage par charge d'espace développée dans notre groupe pour le dopage n ou p des matériaux. Enfin, nous obtenons les caractéristiques de diode des dispositifs. Le manuscrit commence par une revue des matériaux. Dans la famille des matériaux 2D, notre choix s'est porté sur un semi-conducteur en couches III-VI avec une bande interdite directe : InSe. Nous avons aussi choisi un type de matériau très différent, le CdO polycristallin qui n'est pas lamellaire et n'a pas une bande interdite directe, mais qui est facile à fabriquer sous forme de film ultra-mince avec une grande mobilité de porteurs. Après des expériences préliminaires, nous avons choisi InSe et fabriqué des dispositifs de films ultra minces de InSe. Nous avons développé en parallèle deux géométries pour la diode p-n. Nous avons pu obtenir un redressement pour chaque géométrie, ce qui implique que notre approche de dopage par charge d'espace a réussi à produire un dopage différencié spatialement dans chaque dispositif. Nous discutons des caractéristiques I-V obtenues et les limitations inhérentes aux dispositifs (chauffage local, hystérèses) et suggérons des améliorations afin d'obtenir un fonctionnement plus efficace et stable dans le cadre des perspectives de cette thèse
This work combines the singular properties of 2D materials with an innovative technique used for changing the electronic properties of ultra-thin films to propose a new technology for making the simplest bipolar electronic device, the diode. Firstly we identify semiconducting materials which can be fabricated in ultra-thin layers. Secondly, we use a proprietary technique called Space Charge Doping developed in our group for doping the material, either n or p. Finally, we obtain diode characteristics from the device. The manuscript begins with a review of different materials and properties. In the family of 2D materials, our choice was a III-VI layered semiconductor with a direct bandgap: InSe. We also chose a completely different kind of material, polycrystalline CdO, which is neither layered nor has a direct bandgap but is easy to fabricate in the ultra-thin film form and has high carrier mobility. After preliminary experiments, we chose InSe and fabricated devices of ultra-thin, few atomic layer InSe thin films. We chose to develop in parallel two different geometries for the p-n junction diode. We were able to obtain rectifying behavior for each geometry implying that our space charge doping approach was successful in producing microscopically, spatially differentiated doping in each device. We discuss the obtained I-V characteristics and the inherent limitations of the devices (local heating, hysteresis) and suggest improvements for future experiments and ways of obtaining more efficient and stable functioning and geometry as part of the perspectives of this thesis

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Wang, Fang. "Quantum phase transitions and fluctuations in space charge doped one unit-cell Bi2Sr2CaCu2O8+x." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2021. http://www.theses.fr/2021SORUS436.

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Abstract:

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

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Khaddour, Bassem. "Modélisation du champ électrique modifié par la charge d'espace injectée." Phd thesis, Grenoble INPG, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00130130.

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Abstract:

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

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Haddab, Karima. "Propriétés électroniques du silicium amorphe hydrogéné : courants limités par charge d'espace et photoconduction." Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112052.

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Abstract:

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

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Haddab, Karima. "Propriétés électroniques du silicium amorphe hydrogéné courants limités par charge d'espace et photoconduction /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376141402.

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Abou, Dakka Mahmoud. "Mesures de charges d'espace dans divers polymères par la méthode de l'onde thermique." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20123.

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Abstract:

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

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Riffaud, Jonathan. "Mesures de charges d'espace en continu pendant une irradiation électronique par la méthode Electro-Acoustique Pulsée (PEA)." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30217/document.

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Abstract:

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

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Velazquez, Salazar Amanda. "Mesure de charge d'espace par la méthode (F)LIMM : vers une caractérisation sous contrainte électrique DC externe." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30051/document.

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Abstract:

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

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Potvin, Carl. "Comportement et effet de la charge d'espace sur le mécanisme des vibrations induites par effet de couronne." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1999. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape8/PQDD_0024/MQ49067.pdf.

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Potvin, Carl. "Comportement et effet de la charge d'espace sur le mécanisme des vibrations induites par effet de couronne /." Thèse, Chicoutimi : Université du Québec à Chicoutimi, 2000. http://theses.uqac.ca.

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Stancu, Cristina. "Caractérisations de l'état de vieillissement des isolations polymères par la mesure d'arborescences et de charges d'espace." Montpellier 2, 2008. http://www.theses.fr/2008MON20024.

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Malrieu, Stéphane. "Caractérisation et étude du vieillissement de stratifiés verre époxyde par des mesures de charges d'espace." Montpellier 2, 1997. http://www.theses.fr/1997MON20173.

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Abstract:

Dans notre etude nous avons pu recreer, grace aux moyens techniques mis en uvre, les conditions (de temperature et de pression) d'utilisation possible de plaques stratifiees verre epoxyde. La gamme de temperature (de -30c a 125c) et de pression (de 27 mbar a 1013 mbar), ainsi reconstituee, nous a permis de caracteriser et d'etudier le vieillissement de ce materiau, d'une facon la plus complete possible. A partir des mesures experimentales, realisees dans l'air atmospherique, nous avons propose plusieurs modeles theoriques permettant de calculer des coefficients de corrections (de pression et d'humidite) et de retrouver, avec une erreur acceptable, la tension disruptive pour une application quelconque. Avec les mesures de conductivite electrique, nous avons pu determiner la variation de la resistance d'isolement en fonction de la temperature et determiner les zones d'utilisation optimales. L'application de la methode de l'onde thermique (mot) aux plaques stratifiees verre epoxyde nous a permis de montrer la capacite de ce materiau a se charger sous les differentes contraintes etudiees. Ces distributions sont des elements essentiels a la comprehension des phenomenes qui conduisent a la rupture dielectrique des materiaux. Le croisement des mot et des courants de depolarisation thermostimules s'avere etre un outil puissant d'investigation pour l'etude de l'origine des mecanismes de piegeage et de depiegeage dans les isolants. C'est ainsi que nous avons pu correler la rigidite dielectrique avec les charges d'espace.

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Hallerdt, Martin. "Courants limités par une charge d'espace dans des couches minces de silicium amorphe hydrogène : quasi-équilibre et effets transitoires." Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112027.

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Abstract:

Cette thèse présente un travail théorique et expérimental sur des effets transitoires de courants limités par une charge d'espace dans des couches minces de silicium amorphe hydrogéné. Chapitre 1 donne une introduction aux propriétés physiques du silicium amorphe hydrogéné et à la méthode de dépôts par décharge luminescente des dispositifs n⁺ in⁺ utilisées dans l'étude. Chapitre 2 donne un résumé de la théorie de courant limités par une charge d'espace dans le régime stationnaire. Chapitre 3 décrit des mesures de transitoires de courants entre 0,01 et 180 ms après application d'une tension d’injection. Le courant décroît rapidement, selon une loi en puissance du temps, ce qui s’explique par la descente progressive de la charge d'espace dans la bande interdite par dépiégeages et repiégeages multiples. Chapitre 4 concerne la relaxation de résistance de couches intrinsèques après coupure de la tension d'injection. La résistance transitoire est plus élevée que celle d'équilibre, parce que la charge d'espace de l'injection reste piégée et crée une barrière électrostatique. Pendant que les électrons de la charge d'espace se dépiègent et disparaissent de la couche intrinsèque,la résistance diminue comme R(t) = R(∞)e 1/ßt, où R(∞) est la résistance d'équilibre. La relaxation met en jeu des pièges au-dessous du niveau de Fermi et a une échelle de temps très longue, dépassant parfois une heure. La nature activée du coefficient ß permet une détermination de la fréquence de vibration dans un puits de potentiel à une valeur entre 10¹ ¹ et 10¹ ² s⁻¹. Chapitre 5 décrit des dépôts d'échantillons de silicium amorphe par photo-décomposition. Lls ont une densité d'états au niveau de Fermi de quelques 10 ¹⁶ eV⁻¹ cm⁻³
This thesis presents theoretical and experimental work on transient effects in space charge limited currents in thin films of hydrogenated amorphous silicon. Chapter 1 gives an introduction to the physical properties of hydrogenated amorphous silicon and the method of glow-discharge deposition used for the n⁺ in⁺ devices of the study. Chapter 2 gives a summary of the theory of space-charge limited currents in the stationary regime. Chapter 3 describes measurements of current transients between 0,01 and 180 ms after applying an injecting voltage to the sample. The currents decrease rapidly, according to a time power law, something that can be explained by the gradual descent towards lower energies in the band gap that the space charge undergoes as its electrons are thermally released and retrapped over and over again. Chapter 4 deals with the relaxation of resistance of intrinsic layers after the injecting voltage has been cut off. The transient resistance is higher than the equilibrium resistance, because the space charge from the injection remains trapped and creates an electrostatic barrier. As the electrons in the space charge are gradually untrapped and disappear from the intrinsic layer, the resistance falls as R(t) = R(∞) e 1/ßt, where R(∞) is the equilibrium resistance. The relaxation involves traps below the Fermi energy and sometimes lasts for more than one hour. The fact that the coefficient ß is thermally activated makes it possible to attribute a value of 10¹ ¹ - 10¹ ² s⁻¹ to the attempt-to-escape frequency. Chapter 5 describes depositions of amorphous silicon samples made by photo-CVD. The samples were found to have a Fermi level density of states of some 10 ¹⁶ eV⁻¹ cm⁻³

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Rafiroiu, Dan-Viorel. "Analyse numérique des champs électriques à charge d'espace : application à la conception assistée par ordinateur des séparateurs coronne-électrostatiques." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1999. http://www.theses.fr/1999GRE10074.

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Abstract:

L'objectif de la these a ete de developper une methode numerique de calcul des champs electriques a charge d'espace et d'analyser la possibilite d'integrer cette methode dans une procedure complete de conception assistee par ordinateur des separateurs couronne-electrostatiques. Dans un premier temps, un logiciel d'analyse des champs electriques harmoniques, base sur la methode des elements de frontiere, a ete utilise pour l'etude du role de la geometrie des electrodes sur les conditions d'amorcage de a decharge couronne et de l'extension spatiale de celle-ci. Quelques rappels sur la physique de la decharge couronne ont permis ensuite de justifier le modele mathematique propose pour l'analyse du champ electrique a charge d'espace. Le choix du modele numerique a ete precede par une analyse approfondie de diverses methodes disponibles. La methode de galerkin a ete retenue pour la resolution de l'equation de poisson et la methodes des volumes finis a ete proposee pour resoudre l'equation de conservation de la charge electrique. Le schema de mesure des caracteristiques courant-tension a permis de determiner avec precision la tension d'amorcage de la decharge couronne dans de diverses configurations geometriques du systeme d'electrodes haute tension. Deux dispositifs experimentaux comportant des sondes de courant incorporees a l'electrode collectrice ont ete realises et utilises a l'analyse des facteurs influencant la distribution spatiale de la decharge couronne. La mesure de charge acquise par des granules isolants spheriques dans le champ electrique cree par plusieurs types d'electrodes a confirme les conclusions des manipulations precedentes. Les resultats des calculs effectues pour divers systemes d'electrodes, notamment dans la configuration fil-plan, sont en bon accord avec les donnees experimentales et permettent d'expliquer les observations faites sur les separateurs electrostatiques du laboratoire de champs electriques intenses de cluj-napoca, roumanie.

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Hallerdt, Martin. "Courants limités par une charge d'espace dans des couches minces de silicium amorphe hydrogène quasi-équilibre et effets transitoires /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37614211r.

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Malec, David. "Etude du rôle des charges d'espace dans la rupture diélectrique des isolants solides par la méthode d'onde de pression induite par impact laser : réalisation technologique et étude théorique." Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30181.

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Abstract:

La mesure des charges d'espace est un puissant moyen d'investigation des proprietes dielectriques des polymeres isolants utilises en electrotechnique. Parmi les techniques actuelles, la mesure utilisant la propagation d'une onde de pression induite par laser presente des avantages substantiels: rapidite, fiabilite, precision. . . C'est l'etude et la mise au point d'un tel dispositif qui a fait l'objet de la premiere partie de ce memoire. Les differents appareillages ont ete choisis et dimensionnes pour l'etude de structures isolantes de quelques millimetres d'epaisseur sous contraintes electriques et thermiques combinees. Une attention particuliere a ete portee sur le circuit d'acquisition du signal induit. Des logiciels de traitement numerique de ce signal ont ete realises et valides par des mesures effectuees sur des echantillons ou la repartition des charges est connue a priori. La deuxieme partie de ce memoire est une contribution a l'etude de la rigidite dielectrique a court terme du polyethylene basse densite en presence d'une charge d'espace. Des plaques de 1 mm d'epaisseur ont ete polarisees sous haute tension puis soumises a des tests de rigidite. Le suivi des charges a montre l'installation d'un regime d'homocharges. L'hypothese d'un claquage initie aux interfaces et se propageant au reste de l'isolant a pu etre avancee et etayee par une simulation numerique

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Agnel, Serge. "Mesures de charges d'espace dans les oxydes diélectriques par la méthode de l'onde thermique." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20124.

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Abstract:

La methode de l'onde thermique est une methode non destructive pour les charges electriques qui permet d'obtenir la distribution du champ electrique et de la densite de charges d'espace a l'interieur des isolants. Le couplage de cette methode avec la technique plus classique des courants thermostimules (cts) a ete utilise pour etudier les phenomenes de piegeage et de depiegeage dans des materiaux a structure cristalline comme les oxydes dielectriques (sio#2 et al#2o#3). Dans le cas du dioxyde de silicium, les resultats concernent d'une part un quartz non conditionne electriquement (sio#2 monocristallin), taille dans la direction privilegiee de l'axe optique et d'autre part un materiau fortement polarisable: le verre de silice (sio#2 amorphe). Dans le cas de l'alumine, apres avoir mis en evidence le vieillissement de disques utilises dans les fenetres de klystrons des systemes radars (al#2o#3 polycristalline), nous avons etudie les facultes de charge (onde thermique) et de decharge (cts) de deux types d'alumines (al#2o#3 mono et polycristalline) conditionnees sous haute tension. Pour cela, nous avons fait varier les contraintes subies par ces materiaux (temperature, tension et temps de conditionnement). Enfin, nous avons mesure l'effet des irradiations sur l'alumine polycristalline

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Nuns, Nicolas. "Caractérisation de la charge d'espace aux joints de grains du spinelle MgAI2O4 : influence possible sur la superplasticité." Lille 1, 2005. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2005/50376-2005-Nuns.pdf.

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Abstract:

La déformation superplastique à hautes températures des céramiques polycristallines procède principalement par glissement aux joints de grains accommodé par la diffusion. On observe alors une vitesse de déformation reliée linéairement à la contrainte. Cependant, lorsque la taille de grain est faible (<1 µm), on constate à basses contraintes une diminution anormale de la vitesse de déformation. On parle alors de réaction d'interface et ce sont les processus d'émission et d'annihilation des défauts aux joints de grains qui contrôlent la vitesse de fluage. Dans les matériaux ioniques, les défauts étant chargés, la présence d'une charge d'espace peut expliquer un tel phénomène L'objectif de la thèse est de valider cette hypothèse pour le spinelle MgAl2O4. Pour cela, nous avons étudié la chimie des interfaces du spinelle à l'aide d'un MET associé à la microanalyse EDS. Nous avons mis en évidence un excès de lacunes de magnésium (de charge négative) dans le joint de grains. L'électroneutralité d'ensemble du matériau impose la présence d'une charge d'espace positive adjacente au joint de grains. La confrontation de nos résultats expérimentaux avec les équations théoriques de répartition de charge d'espace a permis d'évaluer la différence de potentiel entre le coeur des grains et la surface à 137 mV. Pour estimer l'influence possible d'une telle différence de potentiel, nous avons réalisé une étude du comportement thermomécanique du spinelle sous champ électrique. Nous avons constaté une augmentation des vitesses de croissance granulaire et de fluage lorsque l'échantillon est soumis à une différence de potentiel. Les mécanismes élémentaires de cet accroissement agissent tout comme la charge d'espace au niveau de l'interface grain/joint de grains en modifiant la cinétique de création et d'annihilation de défauts.

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Dobson, Gareth. "Amélioration de la précision des mesures de rapport m/z d'ions en spectrométrie de masse par piégeage d'ions." Paris 6, 2004. http://www.theses.fr/2004PA066093.

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Renoud, Raphaël. "Simulation par la méthode de Monte-Carlo de la charge d'un isolant soumis au bombardement d'un faisceau électronique focalisé." Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10029.

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Abstract:

La caracterisation des materiaux isolants (par exemple par la methode du miroir) passe par une connaissance approfondie de la physique de la charge d'espace. La distribution des charges, la forme du potentiel et du champ electrostatique, ainsi que les rendements de l'emission secondaire, sont autant d'indicateurs essentiels pour apprecier la tenue dielectrique d'un materiau soumis a une contrainte (electrique, mecanique, thermique,). Dans ce cadre, nous simulons le bombardement d'un echantillon isolant par un faisceau electronique tel qu'on le realise dans un microscope electronique a balayage. En utilisant la methode de monte-carlo, il est alors possible de suivre les trajectoires electroniques dans l'echantillon. Dans la premiere partie de ce memoire, nous exposons les fondements theoriques necessaires a notre etude. Nous insistons notamment sur les proprietes des isolants (polarisation, champ electrique, piegeage) et sur la propagation des electrons a l'interieur de ces milieux (modele d'interaction electron-isolant). Nous abordons aussi l'etude du phenomene de l'emission electronique secondaire, dont le role est important pour confronter notre modele a l'experience. L'expose de la technique de simulation de monte-carlo fait l'objet de la seconde partie. Nous y indiquons notamment comment convertir les lois physiques en informations et modeles exploitables par un ordinateur. Nous detaillons en particulier le traitement du champ electrique. Dans la troisieme partie sont exposes les resultats obtenus. Nous calculons alors les taux d'emission secondaire, ce qui nous permet de valider notre modele. Nous pouvons ainsi calculer, a divers instants de la charge, la distribution des charges piegees, en fonction des caracteristiques du materiau, et nous en deduisons le champ et le potentiel en tout point de l'espace. Une etude du taux d'emission secondaire permet de deduire les caracteristiques de piegeage du materiau

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Moragues, Jean-Michel. "Caractérisation des défauts dans les dispositifs à technologie MOS : défauts créés par injection Fowles-Nordheim." Montpellier 2, 1994. http://www.theses.fr/1994MON20274.

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Abstract:

Les differentes methodes de caracterisation des defauts que nous avons developpees consistent a l'exploitation critique des diverses caracteristiques electriques des transistors et des capacites mos: transfert, diode controlee par grille (dcg), pompage de charge, capacite-tension quasi-statique (c-v qs) et haute frequence (c-v hf). Pour une grande part, ces methodes ont ete appliquees a la caracterisation des defauts residuels dans des dispositifs soi (silicium sur isolant) et a celle des defauts generes par injection d'electrons en regime fowler-nordheim (f-n) dans l'oxyde de grille des dispositifs mos, realises sur silicium massif. Une etude effectuee sur des transistors pmos de differentes longueurs de grille concerne la distribution spatiale de ces defauts. Elle a permis de reveler une tres bonne correlation entre les resultats obtenus a partir des diverses caracteristiques. Nous nous sommes ensuite interesses a l'influence de certaines etapes technologiques, utilisees pour la realisation des memoires non volatiles, sur la resistance de l'oxyde de grille a une injection f-n. Cette etude a ete effectuee sur differents types de capacites mos. La structure particuliere de ces composants a permis de comparer les caracteristiques dcg et c-v qs. L'exploitation des caracteristiques c-v qs donne la possibilite d'effectuer une separation nette entre les charges creees dans l'oxyde et les etats d'interface. L'etude de la relaxation des defauts, apres injection f-n, a permis d'etablir une distinction entre les differentes composantes qui constituent la charge d'espace dans l'oxyde de grille de ces capacites mos. D'apres le modele propose, cette charge d'espace serait constituee de charges fixes, de trous pieges, de pieges a electrons donneurs et accepteurs. Ces derniers constitueraient les etats lents. Le modele permet de prendre en compte toutes les observations effectuees au cours de l'etude experimentale

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Zdzislaw, Szymanski Marek. "Charge transport in disordered organic semiconducting dendrimers studied by space-charge-limited transient currents." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENY065/document.

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Abstract:

La thèse porte sur les mesures de courants transitoires limités par la charge d'espace dans des films minces organiques (épaisseur < 500 nm). Ce type de films est souvent utilisé dans des applications dans le domaine de l'électronique organique comme couches actives semi-conductrices. Le transport électrique dans ces films dépend en premier lieu du transport des porteurs de charge dans le milieu massif et de leur piégeage, mais aussi de l'efficacité de l'injection des porteurs de charges à partir des électrodes métalliques. L'ensemble est de plus conditionné par le taux de désordre inhérent aux matériaux organiques. L'approche qui consiste à utiliser la mesure de courants transitoires est extrêmement attractive car elle permet en principe de fournir une information sur tous ces aspects à l'issue d'un seul type de mesure. Dans ce cadre, trois contributions principales peuvent être dégagées de la thèse. 1) Tout d'abord, nous avons validé un montage expérimental qui utilise un amplificateur à transfert d'impédance pour la mesure des courants transitoires limités par la charge d'espace. Ce type de montage s'avère supérieur au circuit de pont électrique le plus largement utilisé jusqu'à maintenant car il présente une meilleure sensibilité en courant, une meilleure bande passante, et ne nécessite aucun réglage ni de la symétrie du pont ni de l'ajustement de la taille de l'échantillon. On a pu démontrer que le pic de courant de déplacement initial, qui sature l'amplificateur au tout début de la mesure n'introduit pas d'erreur dans la mesure de la mobilité. 2) Ensuite concernant l'étude plus spécifique du transport dans un dendrimère à base de tri-arylamine, les réponse en courant obtenues expérimentalement se sont avérées en bon accord avec le modèle de déplacement-diffusion. Cependant, la troisième leçon que nous avons apprise est que l'obtention d'un tel accord a nécessité que soient très bien définies les conditions initiales tant de l'expérience que de la simulation et qu'un modèle théorique le plus complet possible de l'échantillon soit considéré. Pour le dendrimère ce modèle a dû prendre en compte l'effet de la barrière au contact et les effets de piégeage. Un accord encore meilleur a été obtenu en intégrant de surcroit les effets de désordre. 3) La complète impossibilité d'obtenir un bon accord sans un modèle physique complet de l'échantillon indique que les paramètres liés au piégeage, à la barrière au contact et à la mobilité peuvent véritablement être ajustés sans aucune ambigüité. Ainsi, une caractérisation électrique complète en cohérence avec la simulation a pu être obtenue à l'issue d'un seul type de mesures. Les résultats obtenus, alliant à la fois amélioration technique et support numérique, témoignent de la grande utilité de cette technique de mesure de courant transitoire limité par la charge d'espace pour caractériser en détails le transport dans les films minces organiques
The thesis concerns space-charge-limited transient current measurements in thin (le500 nm) organic films. Such films find important applications in organic electronics, where they are referred to as organic semiconductor layers. Electrical transport in such films depends on bulk charge carrier transport and trapping, as well efficiency of charge carrier injection from electrodes. These, are all in turn depend on disorder inherent to organic materials. The transient measurement approach is very attractive, as it can, in principle, deliver information on all these aspects in one single measurement. In the thesis, three main contributions are presented. 1) A transimpedance amplifier based setup for space-charge-limited current transient measurement is validated. This type of setup is superior to the widely used bridge circuit, notably because of better current sensitivity, bandwidth, no need for bridge symmetry and no need for per sample adjustment. It is demonstrated that initial displacement current spike, which saturates the amplifier at the beginning of measurement, does not introduce error in the measurement of mobility. 2) A dendrimer molecule has been investigated. Experimental current responses are shown to be in agreement with the drift-diffusion model. However, obtaining agreement requires well defined initial conditions in experiment as well as in simulation, and also complete theoretical model of the sample. In the case of dendrimer, this model had to take into account both contact barrier and trapping effects. Furthermore, better agreement was obtained when taking disorder effects into account. 3) The impossibility of obtaining any agreement without complete physical model of the sample indicates that trapping, contact barrier and mobility parameters could be fitted without ambiguity. Therefore, complete electrical characterization consistent with simulation can be obtained using the transient technique. The results obtained further increase well known usefulness of transient space-charge-limited current characterization of thin organic films

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Paillet, Philippe. "Effet du procédé de fabrication des isolants sur la charge d'espace créée par rayonnements X : application aux technologies silicium sur isolant." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20042.

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Abstract:

Notre etude porte sur les proprietes de piegeage de charges induit par rayonnement x dans les oxydes enterres des technologies silicium sur isolant. Nous avons plus precisement etudie differentes variantes d'oxyde synthetisees par implantation ionique d'oxygene dans le silicium (procede simox). Dans une premiere partie, nous avons recense les principaux defauts structuraux identifies dans sio#2 amorphe puis propose une synthese des defauts electriquement actifs. Apres avoir etabli une approche analytique du piegeage de charges dans les isolants, nous avons tente de relier les derives electriques induites par l'irradiation dans les dispositifs mos (metal-oxyde-semiconducteur) aux parametres physiques des defauts, en terme de densites de pieges et de sections efficaces de capture. D'une part, en agissant sur les variables d'environnement (champ electrique, temperature), nous avons montre l'existence d'un piegeage d'electrons dans les oxydes enterres, et identifie son origine technologique. D'autre part, des mesures d'evolution post-irradiation nous ont permis d'etablir que la charge nette piegee dans l'oxyde est largement distribuee sur des niveaux profonds de la bande interdite de l'isolant. Enfin, nous avons etendu notre etude du piegeage de charges aux materiaux a forte constante dielectrique (zircone stabilisee yttrium, oxyde de tantale)

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Cabaleiro, Juan Martín. "Etude du développement de la double couche électrique lors de la mise en écoulement d'un liquide diélectrique dans une conduite isolante." Poitiers, 2007. http://www.theses.fr/2007POIT2330.

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Abstract:

Des réactions physico-chimiques à l'interface solide-liquide sont à l'origine d'une distribution de charge: la double couche électrique (DCE). Au repos, après un temps de développement, la DCE atteint l'équilibre, caractérisé principalement par son épaisseur et par la densité volumique de charge dans le liquide, près de l'interface. Lors de la mise en écoulement, le déplacement du liquide convecte une partie des charges (la couche diffuse) modifiant l'équilibre statique, et provoquant un courant de paroi. Ce courant de paroi évolue jusqu'à atteindre un équilibre dynamique. L'étude de ce processus transitoire permet de mieux comprendre ce phénomène. Ainsi, des expériences ont été menées avec pour objectif la détermination de la densité volumique de charge près de l'interface et l'estimation des taux des réactions à l'interface. Puis, un premier modèle a été développé tenant compte du régime transitoire. Ce modèle se sert des grandeurs "macroscopiques" comme la conductivité moyenne du liquide et des taux de réaction globaux. Certaines hypothèses adoptées pour ce modèle, concernant notamment l'indépendance des taux de réaction de la vitesse de l'écoulement, et le temps d'établissement de la DCE en direction normale à la paroi ont été analysées. Un deuxième modèle dit "microscopique" a ensuite été développé pour entre autre s'affranchir de ces hypothèses. Ce modèle a été implanté dans Code_SATURNE, un logiciel de mécanique des fluides développé par EDF. Il permet d'envisager la simulation du phénomène dans des géométries compliquées et à grande échelle
Physicochemical reactions occurring at a solid-liquid interface are responsible for a charge zone called electrical double layer. At rest, the electrical double layer evolves during a certain development time, to reach an equilibrium charge distribution characterised by its thickness and by the space charge density in the liquid near the wall. Once the liquid is put in movement, the flow convects a part of these charges (the diffuse layer) modifying static equilibrium. As a result, a wall current develops and evolves to reach dynamic equilibrium. The analysis of the transient state allows for better understanding of this phenomenon. In this context, experiments have been made to determine the space charge density in the liquid near the wall and to estimate the reaction rates at the interface. Then, a first model was developed including transient state. This model uses global reaction rates and macroscopic quantities like liquid's bulk conductivity. Some hypotheses adopted for this model, concerning the independence of reaction rates on flow velocity or the formation time of the double layer profile normal to the wall where then analysed. In order to avoid using these hypotheses, a second model called "microscopic" was developed and implanted in Code_SATURNE, a fluid mechanics code created by "Electricité de France". This model will allow the simulation of flow electrification phenomena in complicated geometries and at industrial scale

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Perdu, Philippe. "Etude de circuits intégrés par contraste de potentiel : analyse des phénomènes de charge induits dans la couche de passivation." Toulouse 3, 1994. http://www.theses.fr/1994TOU30160.

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Abstract:

Nous utilisons le contraste de potentiel lors de l'analyse de defaillance de circuits integres. Ce contraste resulte de l'observation d'un circuit integre en fonctionnement dans un microscope electronique a balayage. Le releve de tensions continues est perturbe par l'accumulation de charges positives dans la couche de passivation des circuits integres. L'analyse de ce phenomene de charge, montre les limites du modele de la barriere de potentiel. Nous avons etabli un modele electrostatique base sur le calcul du champ electrique en tout point de l'isolant et de la chambre du microscope. Par ses effets sur la trajectoire des electrons secondaires, ce champ modifie le spectre et le taux de reemission. Les valeurs theoriques obtenues correspondent aux valeurs experimentales et montrent qu'un contraste de potentiel statique peut etre releve si la couche de passivation est recouverte d'une couche conductrice. Le sont des solutions possibles pour eliminer cette charge, nous pouvons graver la couche de passivation ou la couvrir d'une couche antistatique. La gravure seche, moins risquee que la gravure par voie humide, peut induire des derives parametriques, former des tranchees et graver des joints de grain. Le depot de liquide presente une faible reproductibilite, un effet limite dans le temps et une pollution du circuit. Les depots de carbone par evaporation sont reproductibles, uniformes et optimisables. Ils n'alterent ni le circuit ni son comportement electrique. Ils ne sont pas efficaces dans tous les cas. A l'aide de trois plans d'experiences, l'etude des consequences des techniques de preparation sur la sensibilite du composant a l'irradiation causee par le faisceau d'electrons primaires montre que les circuits graves sont les plus sensibles

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Labdi, Yamina. "Caracterisation des structures n+in+ minces, a base de sillicium amorphe hydrogene par la methode des courants limites par charge d'espace : prise en compte des effets d'interface." Paris 7, 1988. http://www.theses.fr/1988PA077091.

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Abstract:

Cette these est principalement consacree a l'etude experimentale et theorique des structures minces du type metal/n**(+)in**(+)/metal a base de silicium amorphe hydrogene. Dans un premier temps, nous nous affranchissons des problemes des resistances parasites dues a la presence des jonctions metal/n**(+), en etudiant ces jonctions de facon detaillee lorsque le metal utilise est de l'oxyde d'etain, du chrome ou de l'aluminium. Nous serons amenes a corriger de facon empirique et si necessaire, les caracteristiques j(v) mesurees afin que celles ci decrivent le comportement de la couche centrale intrinseque. Nous presentons ensuite une nouvelle modelisation du transport des electrons injectes dans de telles structures. Cette modelisation prend en compte la contribution des courants dus a la diffusion des electrons a la densite de courant totale, ce qui permet de tenir compte de facon explicite du comportement des bandes aux interfaces n**(+)/i. L'ensemble des resultats obtenus sur nos echantillons nous mene a conclure que dans le cas de nos mesures, il n'y a pas de signe d'augmentation de la densite d'etats pres des interfaces n**(+)/i. Ces interfaces ne sont pas du tout abrupts mais entierement decrits par la densite des electrons pieges au voisinage du niveau de fermi. Quelques resultats concernant l'alliage si-ge depose au sein de notre laboratoire sont presentes a la fin de ce travail

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Labdi, Yamina. "Caractérisation des structures n+in+ minces, à base de silicium amorphe hydrogéné par la méthode de courants limités par charge d'espace prise en compte des effets d'interface /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37614827s.

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Fruchier, Olivier. "Etude du comportement de la charge d'espace dans les structures MOS : vers une analyse du champ électrique interne par la méthode de l'onde thermique." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00140084.

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Abstract:

L'isolant électrique est un élément essentiel des composants électroniques. Or, à cause des défauts présents dans l'isolant, des dysfonctionnements apparaissent dans les équipements électroniques provoquant des problèmes de fiabilité. Il est donc essentiel de quantifier et d'identifier la nature des charges d'espaces crées par ces défauts. Pour des raisons de miniaturisation des composants, les techniques de caractérisations actuelles semblent montrer leurs limites. La méthode de l'onde thermique permet de quantifier et de donner la répartition de la charge d'espace sur une forte épaisseur de diélectrique. L'adaptabilité de la méthode pour des couches diélectriques beaucoup plus minces ainsi que l'étude des résultats obtenus constitue l'essentiel du travail de cette thèse. La méthode proposée permet de donner les tensions caractéristiques de la structure MOS tout en effectuant une analyse en régime statique de la structure.

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Petel, France. "Détection simultanée de l'émission exoélectronique et de la luminescence thermostimulées présentées par l'alumine alpha entre 77 et 650 K." Toulouse 3, 1994. http://www.theses.fr/1994TOU30110.

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Abstract:

Le travail exposé concerne l'étude de la détection simultanée de la thermoluminescence et de l'émission exoélectronique thermostimulée présentées, à partir de 77 K par une alumine alpha irradiée par des rayons X. L'alumine alpha est un matériau très utilisé en dosimétrie des rayonnements ionisants. Seule une étude simultanée des divers phénomènes thermostimulés dont elle est le siège permet d'obtenir des mesures suffisamment fines pour la caractériser avec précision. Dans un premier temps, l'auteur réalise une mise au point sur les caractéristiques de l'alumine qui lui confèrent ses propriétés thermoluminescentes et exoémissives. Un rappel concernant les mécanismes mis en jeu durant de tels phénomènes est egalement effectué. Une étude expérimentale de la luminescence et de l'émission exoélectronique thermostimulées présentées par des alumines de diverses provenances est ensuite exposée. Dans la troisième partie, l'auteur décrit la réalisation et la mise au point du dispositif expérimental de detection simultanée de la luminescence et de l'émission exoelectronique thermostimulées. Cet appareillage a été conçu pour fonctionner en ultravide. Les électrons sont détectés par un multiplicateur tubulaire tandis que les photons sont guidés vers un photomultiplicateur par un faisceau de fibres optiques. L'originalité de ce dispositif réside également dans le domaine de température accessible (77 - 650 K). A partir des courbes de détection simultanée obtenues avec une alumine alpha synthétisée par la méthode de Verneuil (Baïkowski), l'auteur développe un modèle réaliste des phénomènes étudiés qui permet notamment de déterminer la valeur de l'affinité électronique.

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Qiao, Bo. "Une approche du vieillissement électrique des isolants polymères par mesure d'électroluminescence et de cathodoluminescence." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30116/document.

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Abstract:

L'électroluminescence (EL) de isolants polymères est étudiée car elle peut permettre d'approcher les phénomènes de vieillissement électrique en fournissant la signature optique d'espèces excitées sous champ électrique. Le vieillissement et la rupture diélectrique dans les isolants polymères est d'un intérêt fondamental pour les chercheurs, concepteurs et fabricants de dispositif du génie électrique. À cet égard, les décharges partielles (DPs) sont un des principaux processus conduisant au vieillissement et à la défaillance des isolants. Cependant, avec le développement des matériaux et procédés, les DPs sont évitées dans certaines situations, par exemple, les câbles haute tension, les condensateurs, etc. Par conséquent, le besoin reste prégnant pour la compréhension des mécanismes de dégradation électrique sous forte contrainte électrique, qui peut être initiée par des porteurs énergétiques. Dans ce travail, l'EL, la cathodoluminescence (CL) excitée sous faisceau d'électrons, ainsi que d'autres techniques de luminescence ont été appliquées à la caractérisation de polyoléfines et d'autres polymères isolants. Afin de comprendre la formation d'excitons dans des films minces de Polypropylène (PP) et Polyéthylène (PE), la dépendance en champ de l'EL et du courant sous contrainte continue, et de l'EL et de sa résolution selon la phase sous contrainte AC, sont étudiées. Les spectres d'EL du PP et du PE ont le même pic principal à environ 570 nm, ce qui implique des structures et des défauts chimiques similaires pour les deux matériaux, et le même processus de dégradation. Le pic principal peut être complété par une émission à environ 750 nm dominante à faible champ. L'impact de la nature des électrodes a été étudiée sur du PEN pour comprendre l'origine de l'émission dans le rouge. A travers la dépendance en champ de l'EL et sa résolution selon la phase avec des métallisations or et ITO, on montre que l'émission dans le rouge est liée à la nature des électrodes et correspond à l'excitation de plasmons de surface ou d'états d'interface. Une étude plus approfondie est effectuée sur la cathodoluminescence d'isolants polymères. Des couches minces de PP, PE, ainsi que de Polyethylene Naphthalate (PEN) et de Polyether Ether Ketone (PEEK) ont été irradiés par faisceau d'électrons jusqu'à 5 keV. Nous avons pu reconstruire les spectres de CL et d'EL du PE et du PP à partir de quatre composants élémentaires: fluorescence, chimiluminescence, luminescence induite par recombinaison, et composante principale du spectre d'EL à 570nm décrite plus haut et considérée comme signature du vieillissement. Pour la première fois, la nature de l'EL et de la CL de polyoléfines est décomposée en quatre composantes de base avec des contributions relatives différentes. L'identification de ces composantes spectrales est utile pour interpréter la luminescence de polyoléfines et autres isolants polymères, et établir les liens entre distribution de charge d'espace et vieillissement diélectrique. A travers ces recherches sur l'EL et la CL dans plusieurs isolants polymères, i.e. polyoléfines ou polyesters, la formation d'excitons et les processus de relaxation d'énergie sous contrainte électrique et électrons énergétiques sont mis en évidence. Surtout, l'analyse en composantes spectrales et la reconstruction des spectres donne accès aux mécanismes d'excitation de la luminescence et à une corrélation avec le vieillissement électrique. A l'avenir, les mesures de luminescence peuvent devenir une méthode standard pour sonder et analyser les isolants polymères
Electroluminescence (EL) of insulating polymers is a subject of great interest because it is associated with electrical ageing and could provide the signature of excited species under electric field. Electrical ageing and breakdown in insulating polymers is of fundamental interest to the researchers, the design engineers, the manufacturers and the customers of electrical apparatus. In this respect, Partial Discharge (PD) is a harmful process leading to ageing and failure of insulating polymers. However, with the development of the materials and apparatus, PDs can be weakened or avoided in some situations, e.g. extra high voltage cables, capacitors, etc. Therefore, there is urgent demand for understanding electrical degradation mechanisms under high electric field, which can be triggered by energetic charge carriers. In this work, Electroluminescence, EL, and cathodoluminescence, CL, excited under electron beam, along with other luminescence-family techniques are carried out for probing polyolefins and other insulating polymers. In order to uncover the excitons formation in Polypropylene (PP) and Polyethylene (PE) thin films, the field dependence of EL and current under DC stress and field dependence of EL and phase-resolved EL under AC stress, are investigated. The EL spectra of both PP and PE have the same main peak at approximately 570 nm, pointing towards similar chemical structures and defects in both polyolefins, and same route to degradation. This main peak can be complemented by an emission at approximately 750 nm dominating at low field. Electrode effect on the EL of Polyethylene Naphthalte (PEN) was investigated to understand the origin of the red emission at 750 nm. Through field dependence of EL and phase-resolved EL of Au or ITO electrodes, we proved the red component is due to the nature of electrode, more precisely Surface Plasmons and/or interface states. Further thorough study was carried out on cathodoluminescence of insulating polymers. Thin films of PP, PE, along with Polyethylene Naphthalate (PEN) and Polyether Ether Ketone (PEEK) were irradiated under electron beam up to 5 keV to be excited. We could reconstruct EL and CL spectra of both PE and PP using four elementary components: i.e. Fluorescence, Chemiluminescence, Recombination-induced Luminescence, and main component of the EL spectrum at 570 nm reported above and constituting an ageing marker. For the first time the nature of both EL and CL in polyolefins is uncovered, containing four basic components with different relative contributions. Identification of these spectral components is helpful to interpret the nature of light emission from polyolefins and other insulating polymers and to bridge the gap between space charge distribution and electrical ageing or breakdown. Through researches on EL and CL in several insulating polymers, i.e. polyolefins and a polyester, excitons formation and relaxation processes under electric stress and kinetic electrons are evidenced. More importantly, the spectral components analyses and reconstruction uncovers the nature of luminescence and its correlation to electrical ageing. In the future, luminescence measurement can be developed to be a standard method to probe and analyze insulating polymers

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Nguyen, Xuan Truong. "Étude des matériaux irradiés sous faisceau d'électrons par méthode électro-acoustique pulsée (PEA)." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2361/.

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Abstract:

Les matériaux diélectriques sont couramment utilisés comme isolants électriques dans le domaine spatial. Par nature, ces diélectriques sont susceptibles d'accumuler des charges électriques au cours de leur service. Dans certaines conditions critiques, ces charges internes ou de surface conduisent à des décharges électrostatiques. Pour comprendre ces phénomènes, un dispositif expérimental a été développé au laboratoire. Ce dernier permet de simuler les conditions d'irradiation électronique rencontrées dans l'espace. L'objectif de notre étude est de caractériser le comportement électrique des matériaux isolants irradiés par faisceau d'électrons, d'étudier les phénomènes de stockage et de transport de charge pour prévoir les décharges électrostatiques. Pour ces travaux, diverses techniques de caractérisation ont été implantées, le dispositif basé sur la technique Électro-Acoustique Pulsée (PEA) a été choisi. Il a été implanté dans l'enceinte d'irradiation. Cette technique consiste à détecter des ondes acoustiques générées par la charge d'espace sous l'effet coulombien d'une impulsion de champ électrique appliqué à l'échantillon. Elle permet de déterminer la distribution spatiale des charges injectées entre deux périodes d'irradiation et au cours des relaxations. La méthode PEA présente une limite de détection en particulier lorsque les charges sont implantées proche de la surface. Dans un premier temps, nous avons effectué une analyse des paramètres de traitement du signal que nous appelons le facteur d'étalement et le facteur de résolution. L'étude préliminaire post-irradiation à l'air sur des mesures expérimentales a montré que le choix du facteur de résolution est important pour l'analyse et l'interprétation du signal lorsque la charge est localisée près de la surface. Pour la suite, une comparaison avec le paramètre d'étalement utilisé dans certaine technique de déconvolution a été établie. Dans un deuxième temps, des mesures de distribution de charge d'espace sous vide ont été effectuées pour les Poly Tétra Fluoro Ethylène (PTFE) soumis à des irradiations dans la gamme de [10-100] keV. Les résultats obtenus sont comparés à des résultats théoriques. Ce travail nous permet d'envisager les améliorations nécessaires pour la détermination des charges d'espace in-situ
Dielectric materials are frequently used as electrical insulators in spatial applications. Due to their dielectric nature, these dielectrics are likely to accumulate electric charges during their service. Under certain critical conditions, these internal or surface space charges can lead to an electrostatic surface discharge. To understand these phenomena, an experimental device has been developed in the laboratory. This device allows us to simulate the electronic irradiation conditions encountered in space. The aim of our study is to characterize the electrical behavior of insulating materials irradiated by electron beam, to investigate charge storage and transport phenomena and anticipate electrostatic discharges. In this work, the device based on the Pulsed Electro-Acoustic (PEA) technique has been chosen. It has been implanted in the irradiation chamber. It allows us to obtain the spatial distribution of charges injected between two periods of irradiation and during relaxation. However the PEA method offers a limited resolution and doesn't allow the detection of injected charges when they are too close to the surface. First, we performed a parameters signal processing analysis that we will call the spreading factor and the resolution factor. The preliminary study post-irradiation in air of experimental measurements showed that the the resolution factor choice is important for the analysis and interpretation of the signal when the space charge is localized near the surface. Then, a comparison to the spreading parameter used in some deconvolution technique was established. In the second time, space charge distribution measurements in vacuum have been carried out on Poly Tetra Fluoro Ethylene (PTFE) films irradiated by an electron beam in the range [10-100] keV. The results obtained were compared to those theoretical results. This work allows us to consider the necessary improvements for the determination of in-situ space charge

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Escoffier, René. "Simulation numérique de l'effet des charges induites par irradiation dans les oxydes de structures MOS." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20134.

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Abstract:

A partir d'un modele mathematique du piegeage des charges crees par irradiation dans les oxydes de silicium, nous avons elabore un code de calcul 2d utilisant la methode des elements finis permettant de simuler numeriquement l'evolution des charges dans les dispositifs metal-oxyde-semiconducteur. Nous resolvons de maniere couplee l'equation de poisson, les equations de transport et les equations de piegeage d'electrons et de trous en tenant compte de l'influence du champ electrique sur la recombinaison des paires et sur l'efficacite du piegeage. La simulation de capacites mos presentant differents types et epaisseurs d'oxyde a permis de valider notre modele et de l'appliquer au cas d'une structure en forme de bec d'oiseau. Nous avons ainsi observe l'influence des charges piegees sur le courant parasite

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Boufayed, Fakher. "Simulation du transport électrique dans un polyéthylène pour câble d'énergie par un modèle de conduction bipolaire avec distribution exponentielle de pièges." Toulouse 3, 2006. http://www.theses.fr/2006TOU30004.

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Abstract:

Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet Européen, HVDC, visant à évaluer les avantages environnementaux, économiques et opérationnels de développer les transmissions THT sous contrainte continue. La contribution de la thèse à ce projet porte sur l'élaboration d'un modèle de conduction bipolaire dissymétrique destiné à rendre compte de l'évolution spatiale et temporelle de la charge d'espace engendrée par l'injection de particules chargées dans le LDPE et le XLPE soumis à une contrainte continue. Une distribution exponentielle et un niveau maximal de profondeur de pièges sont adoptés pour le modèle. Cette étude allie étroitement la modélisation numérique à des mesures expérimentales menées à bien par nos partenaires dans le projet. Une étude de criticité minutieuse sur les paramètres du modèle a été effectuée, ce qui nous a permis de choisir un jeu unique de paramètres pour la validation du modèle. Les résultats de simulation ont été comparés à des mesures expérimentales, à savoir l'évolution spatio-temporelle des densités de charge interne et les transitoires de courant
This thesis work has been developed in the framework of a European Project, HVDC, aimed at evaluating environmental, economic and operational benefits to develop HV transmission under DC stress. The contribution of the thesis to this project consists in the development of a dissymmetric bipolar model of transport intended to account for the space and temporal evolution of the space charge generated by the injection of charged particles in Polyethylene materials subjected to a DC stress. An exponential distribution and a maximum level of trap depth have been adopted for the model. This study closely associates numerical modeling and experimental measurements carried out by our partners in the project. A detailed study on the criticality of the parameters of the model was carried out, which enabled us to choose a single set of parameters for the validation of the model. Simulation results were compared with experimental measurements resorting to the time- and space- evolution of internal charge density and to current transients

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

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Abstract:

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

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Auriel, Gérard. "Caractérisation des différents types de défauts crées par injection Fowler-Nordheim dans les capacités MOS. Relation avec le claquage." Montpellier 2, 1997. http://www.theses.fr/1997MON20088.

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Abstract:

Pour caracteriser completement la charge d'espace creee dans l'oxyde de grille de capacite mos lors d'injections d'electrons de type fowler-nordheim, nous avons developpe differentes methodes de caracterisation : methode d'avalanche, mesures combinees v#m#g/v#-#f#n. La charge d'espace est composee de trous pieges, de charges fixes, de pieges a electrons de type accepteur et donneur. Ces derniers constituent les etats lents. La methode d'avalanche a permis de mettre en evidence la creation des pieges a electrons donneurs et accepteurs dont les sections efficaces de capture sont proches de celles des pieges a electrons natifs des couches de silice, associes aux especes liees a l'hydrogene. La procedure mettant en uvre les mesures combinees v#m#g/v#-#f#n a permis de determiner les dix parametres qui caracterisent la charge d'espace creee par injection fowler-nordheim : les quatre centroides, les quatre densites surfaciques des composantes de la charge d'espace et les deux probabilites d'occupation des pieges a electrons. Cette procedure a permis de determiner les seuils de creation des pieges donneurs et accepteurs. Ces derniers jouent un role primordial dans le claquage des oxydes de grille soumis a une injection d'electrons chauds.

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Lakhchaf, Nadia. "Nanofiltration d'ions et de complexes en solution. Application au traitement d'effluents nickelés par couplage complexation, nanofiltration, électrolyse." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20122.

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Abstract:

La these decrit l'etude d'un procede couplant la nanofiltration et l'electrolyse pour l'elimination et le recyclage de cations de metaux lourds contenus dans des solutions diluees. En effet, la filtration membranaire permet d'obtenir d'une part une solution epuree et d'autre part un concentrat qui peut etre electrolyse pour recuperer le metal a l'etat solide. L'objectif fixe a ete de determiner les conditions de faisabilite d'un tel procede. La bibliographie liee a notre etude est regroupee en debut de memoire. Dans un premier chapitre sont presentes les effluents nickeles vises par le procede (traitements de surface) et quelques aspects de l'electrolyse du nickel. Ensuite, le point est fait sur les modeles physiques rendant compte du transfert d'especes a travers les membranes qui mettent en uvre un gradient de pression. Le dernier chapitre de cette partie est consacre a la nanofiltration. Viennent ensuite les resultats experimentaux et leur interpretation. Dans un premier temps, nous avons etudie la nanofiltration de solutions salines, puis la nanofiltration de complexes du nickel. Ces etudes ont permis de connaitre l'influence de la pression et de la concentration ainsi que celle du ph sur les proprietes de retention. Les regles de transfert a travers les membranes de nanofiltration ceramiques ont ete degagees. Pour la mise en uvre du procede, nous montrons que, avec de telles membranes, la complexation du cation metallique peut etre necessaire pour ameliorer la retention. Par la suite, le comportement electrochimique du nickel ainsi que les resultats d'essais d'electrodeposition du nickel sont presentes. Le principal probleme rencontre est l'acidification de la solution au cours de l'electrolyse qui favorise la reduction de l'eau au detriment de celle du nickel. En conclusion, une modelisation simple a ete effectuee pour aborder le dimensionnement d'une installation mettant en uvre ce procede

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Nguyen, Xuan Truong. "Etude de matériaux diélectriques irradiés sous faisceau d'électrons par méthode Electro-Acoustique Pulsée (PEA)." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00926826.

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Abstract:

Les matériaux diélectriques sont couramment utilisés comme isolants électriques dans le domaine spatial. Par nature, ces diélectriques sont susceptibles d'accumuler des charges électriques au cours de leur service. Dans certaines conditions critiques, ces charges internes ou de surface conduisent à des décharges électrostatiques. Pour comprendre ces phénomènes, un dispositif expérimental a été développé au laboratoire. Ce dernier permet de simuler les conditions d'irradiation électronique rencontrées dans l'espace. L'objectif de notre étude est de caractériser le comportement électrique des matériaux isolants irradiés par faisceau d'électrons, d'étudier les phénomènes de stockage et de transport de charge pour prévoir les décharges électrostatiques. Pour ces travaux, diverses techniques de caractérisation ont été implantées, le dispositif basé sur la technique Electro-Acoustique Pulsée (PEA) a été choisi. Il a été implanté dans l'enceinte d'irradiation. Cette technique consiste à détecter des ondes acoustiques générées par la charge d'espace sous l'effet coulombien d'une impulsion de champ électrique appliqué à l'échantillon. Elle permet de déterminer la distribution spatiale des charges injectées entre deux périodes d'irradiation et au cours des relaxations. La méthode PEA présente une limite de détection en particulier lorsque les charges sont implantées proche de la surface. Dans un premier temps, nous avons effectué une analyse des paramètres de traitement du signal que nous appelons le facteur d'étalement et le facteur de résolution. L'étude préliminaire post-irradiation à l'air sur des mesures expérimentales a montré que le choix du facteur de résolution est important pour l'analyse et l'interprétation du signal lorsque la charge est localisée près de la surface. Pour la suite, une comparaison avec le paramètre d'étalement utilisé dans certaine technique de déconvolution a été établie. Dans un deuxième temps, des mesures de distribution de charge d'espace sous vide ont été effectuées pour les Poly Tétra Fluoro Ethylène (PTFE) soumis à des irradiations dans la gamme de [10-100] keV. Les résultats obtenus sont comparés à des résultats théoriques. Ce travail nous permet d'envisager les améliorations nécessaires pour la détermination des charges d'espace in-situ.

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Jahier, Erwan. "Voies ouvertes par des cellules en saphir pour des expériences de violation de parité détectée par émission stimulée." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00000883.

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Abstract:

Nous étudions les performances et limites de cellules à césium en
saphir pour une expérience de physique atomique visant à une mesure précise
d'un effet de violation de parité (PV) associé à l'échange du boson Zo
dans l'atome de césium. Une telle mesure permet un test à très basse énergie du
modèle standard électrofaible. Il s'agit d'une expérience pompe-sonde sur le
système 6S1/2-7S1/2-6P3/2, menée en régime impulsionnel, dans une
vapeur dense de césium (2.10^14 atomes/cm3), soumise à un champ
électrique E= (2kV/cm) statique à
l'échelle des impulsions laser.

Dans la configuration étudiée avant cette thèse (champ E appliqué selon
la direction de propagation des faisceaux) les cellules en saphir ont permis de
dépasser plusieurs limites rencontrées auparavant avec les cellules en verre:
(i) totale immunité des fenêtres aux conditions de l'expérience (ii)
destruction thermique des dimères Cs2 en surchauffant la vapeur (iii)
production désormais possible du champ E dans la cellule avec des
électrodes externes, attestant la réduction des courants surfaciques internes.
Il apparaît cependant une émission d'électrons par les fenêtres, induite par
l'impulsion laser d'excitation, et on met en évidence une multiplication des
charges au cours de leur accélération dans le champ électrique. Les
perturbations associées à la charge d'espace et au courant électronique
limitent actuellement la précision des moyennages PV dans cette configuration.
Nous avons ensuite exploré une nouvelle configuration expérimentale, où le
champ électrique est perpendiculaire aux faisceaux. Cela a été réalisable
facilement avec l'utilisation d'électrodes externes, exploitables avec les
cellules en saphir. Les premières études expérimentales ont permis de dégager
les conditions de mesure et de calibration d'orientations atomiques
longitudinale et transverse (en utilisant la précession de Larmor) dans l'état
7S, par polarimétrie pompe-sonde impulsionnelle, en exploitant la détection par
émission stimulée. Nous avons par ailleurs mis en oeuvre une mesure atomique
in situ du champ électrique, utilisable dans les deux configurations
expérimentales. Cette mesure est indispensable pour exploiter les mesures PV en
configuration longitudinale.

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Cirba, Claude. "Simulation numérique du piégeage et du dépiégeage dans les oxydes de composants MOS." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20237.

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Abstract:

L'interaction des rayonnements ionisants avec les materiaux des composants electroniques a pour effet de generer des paires electron-trous dans ces composants. Ces porteurs libres peuvent etre pieges dans le volume de l'oxyde et/ou aux interfaces (sio2-si, sio2-metal). Il apparait des zones de charges d'espace qui perturbent le fonctionnement du composant. La modelisation des mecanismes de piegeage et de guerison des composants irradies apporte des informations permettant de diminuer leur sensibilite aux radiations. Nous presentons les resultats des simulations de creation et de piegeage des charges dans sio2 et d'evolution des charges piegees a l'aide d'un modele de piegeage-depiegeage sur plusieurs niveaux (mtd). La comparaison de ces resultats avec les donnees experimentales nous permet de proposer des modeles de repartition spatiale et energetique de la charge piegee

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Borowik, Łukasz. "Étude de propriétés électroniques de nanostructures par microscopie à force atomique sous ultra-vide." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00466670.

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Abstract:

Cette thèse est consacrée à l'étude des propriétés électroniques de nanostructures par microscopie à force atomique (AFM) en ultra-vide. La première partie de ce travail a consisté à caractériser localement des nanofils de silicium par technique d'AFM conducteur. Les expériences de conduction locale sur nanofils inclinés montrent que la conduction des nanofils intrinsèques est dominée par un transport en surface, associé à la présence de résidus catalytiques métalliques. Cette conduction peut être partiellement supprimée (par désoxydation) ou exaltée (par traitement thermique). Une caractérisation qualitative du dopage de ces nanostructures est présentée, par technique de microscopie à sonde de Kelvin. La deuxième partie de la thèse a consisté à étudier le transfert de charges et les propriétés d'ionisation de nanocristaux de silicium passivés hydrogène, dopés de type n (P) ou p (B), fabriqués par dépôt plasma. L'analyse des images de microscopie à sonde de Kelvin en modulation d'amplitude sous ultra-vide montre que le transfert de charges des nanocristaux de silicium correspond à un mécanisme de compensation d'énergie, exalté par le confinement quantique. Les résultats expérimentaux fournissent une mesure de l'ouverture de la bande interdite des nanocristaux due au confinement quantique, dans la gamme 2-50 nm, en accord quantitatif avec des calculs en liaisons fortes. Ils mettent en avant la possibilité d'utiliser des nanocristaux dopés comme sources d'électrons pour réaliser un dopage sélectif contrôlé de nanostructures ou nanodispositifs, avec des densités dans les gammes de 2×10^11-10^14 cm^-2 ou 8×10^5-2×10^7 cm^-1.

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Tran, Van Hoan. "Injection de charges dans le polyethylene terephtalate à partir de la méthode de l'onde de pression induite par impact laser (LIPP) : modélisation physique et optimisation de la méthode, influence des paramètres de l'inetrface métal-isolant." Grenoble INPG, 2010. https://hal.science/tel-02295972.

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Abstract:

L'injection de charges dans le PET sous champ électrique est étudiée par la méthode de l'onde de pression induite par impulsion laser. La méthode LIPP (Laser-Induced Pressure Pulse) consiste à générer une impulsion de pression avec un laser pulsé qui frappe une cible en métal recouverte de liquide. En se propageant dans la cible puis dans l'isolant, cette onde induit un courant, image de la distribution des charges dans l'isolant. Afin d'optimiser la mesure, la génération de l'onde de pression a été étudiée pour différents liquides (transparents ou opaques). Les mécanismes dominants, dilatation thermique ou vaporisation, ont été identifiés selon l'énergie laser. Le régime transitoire d'injection de charges est bien corrélé au courant transitoire. L'accumulation d'hétérocharges à l'anode fournit un critère de stabilisation en termes de champ de neutralisation. Les faibles influences du métal de l'électrode et de la rugosité du film dans ces conditions de mesure ont été interprétées
The charge injection in PET under electric field has been studied using the method of the pressure wave induced by laser pulse. The method LIPP (Laser Induced Pressure Pulse) consists to generate an acoustic wave pulse from a pulsed laser that strikes a metal target covered with liquid. This wave propagation in the target and in the insulation induces a current that corresponds to the distribution of charges in the insulation. To optimize the measurement, the generation of the pressure wave has been studied for different liquids (transparent or opaque). The main mechanisms, thermal expansion and vaporization, were identified as a function of the laser energy. The transient regime of charge injection is weil correlated with the transient current. The accumulation of heterocharges provides a criterion of stabilization in terms of neutralizati6n field at the anode. The weak influence of the metal electrode and roughness of the film in these conditions of measurement were discussed

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Dutta, Rajesh. "Etude in situ, par diffraction des rayons X et diffusion neutronique sur monocristaux, de la complexité structurale de l'oxyde fortement corrélé Pr2-xSrxNiO4+δ." Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0754/document.

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Abstract:

Les oxydes non-stoechiométriques de type Ruddlesden-Popper, tel que Pr2NiO4+δ, peuvent être dopés en trous par substitution du strontium au praséodyme ou par insertion d’oxygène. Ces modes de dopage s’accompagnent de mises en ordre complexes impliquant la distribution des ions oxygène excédentaires, des ordres de charge et/ou de spin. Le diagramme de phase de Pr2-xSrxNiO4+δ a été exploré par diffraction des rayons X (en laboratoire et par rayonnement synchrotron) ainsi que neutronique. Pour la phase Pr2NiO4.25, nous avons mis en évidence une sur-structure incommensurable avec des réflexions satellites au 6ème ordre, produisant un spectre de diffraction très complexe avec 4 individus et 8 domaines incommensurables. Par diffractions synchrotron et neutronique, un ordre de charge de type échiquier a été identifié dès la température ambiante, suivi en dessous de 170 K par un ordre de type rubans ; un ordre de spin incommensurable s’établit au-dessous de 99 K. Ce travail a permis de révéler un ensemble complexe de phases ordonnées structuralement et électroniquement, gouvernées par des variations subtiles de stoechiométrie en strontium et oxygène
Non-stoichiometric oxides from the Ruddlesden-Popper series, such as Pr2NiO4+δ, can be hole-doped by substituting strontium to praseodymium or by oxygen insertion. This leads to complex structural ordering involving oxygen-, charge- and spin ordering. The complex phase diagram of Pr2-xSrxNiO4+δ was explored using X-ray (laboratory and synchrotron) as well as neutron diffractions. For the doped phase of highest oxygen content (Pr2NiO4.25), we could evidence an incommensurate structure with satellite reflections of 6th order, yielding a very complex diffraction pattern of up to four twin-individuals and eight incommensurate domains. Checkerboard-type charge ordering was identified already at ambient temperature, while stripe charge ordering was observed below 170 K by synchrotron and neutron diffraction; incommensurate spin ordering appears below 99 K. This thesis reveals the existence of many complex oxygen and electronically ordered phases going along with small variations of the oxygen/strontium stoichiometry

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Elouadie, Larbi. "Electroconvection et augmentation des échanges thermiques produites par une injection unipolaire en géométrie fil- cylindre coaxiaux." Grenoble 1, 1991. http://www.theses.fr/1991GRE10121.

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Abstract:

L'application d'un champ electrique a un liquide dielectrique suffisamment isolant, produit en general une injection unipolaire qui met le liquide en mouvement. Cette electroconvection, ainsi que son effet sur l'augmentation des echanges thermiques sont etudies dans la geometrie fil-cylindre coaxiaux. En absence d'ecoulement force, les deux regimes d'electroconvection (respectivement domines par les effets visqueux et inertiels) sont mis en evidence. L'analogie avec le cas plan permet d'estimer l'ordre de grandeur de la vitesse caracteristique du liquide. La valeur beaucoup plus elevee que dans le cas plan de la tension de transition entre les deux regimes de convection est due a la geometrie. La superposition d'un ecoulement force a l'injection unipolaire produit un entrainement de charge, ainsi qu'une diminution de la valeur caracteristique de la composante radiale de la vitesse du liquide. Des arguments qualitatifs permettent de rendre compte de l'influence du nombre de reynolds de l'ecoulement force sur l'entrainement de charge et la diminution du courant. La turbulence est alimentee aussi bien par l'ecoulement force que par l'action de la force de coulomb. Ceci ressort de la bonne correlation entre la perte de charge et la somme des puissances mecanique et electrique fournies au systeme. La force de coulomb qui s'exerce sur les charges injectees determine principalement l'etat d'agitation du liquide et par consequent l'importance des echanges thermiques. Les mesures montrent que les echanges thermiques peuvent etre augmentes jusqu'a un rapport dix. La meilleure correlation est obtenue entre le nombre de nusselt et un parametre incluant l'energie electrique fournie au systeme et definit une loi de puissance. Il apparait que l'ecoulement force n'agit pas directement mais seulement en diminuant le courant total. Finalement, l'estimation du nombre de reynolds turbulent permet de comparer l'effet de l'electroconvection a celui de la turbulence generee par l'ecoulement en conduite (re>2000)

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Dussauze, Marc. "Génération de second harmonique dans des verres borophosphate de sodium et niobium par polarisation thermique." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011055.

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Abstract:

La génération de second harmonique induite par des traitements de polarisation dans des matériaux vitreux pourrait permettre le développement de nouveaux systèmes électro-optiques compatible avec les fibres optiques de silice. Dans ce contexte, cette thèse présente les résultats obtenus par polarisation thermique des verres ((1-x) 0.95 NaPO3 + 0.05Na2B4O7)+ x Nb2O5 (x ≤ 0.5). Une non linéarité optique d'ordre deux supérieure à 4pm/V a pu être induite à la fois dans le verre massif et le verre déposé sous forme de couche mince. L'analyse du verre avant et après polarisation et notamment de la structure locale du réseau vitreux permet une meilleure approche des processus mis en jeu lors du traitement dans des verres à aussi forte concentration en sodium et donc aussi conducteurs.

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Benarfa, Houria. "Proprietes de photoluminescence de gaas : contribution a l'etude de gaas heteroepitaxie sur (ca,sr)f2 par la technique des jets moleculaires." Toulouse, INSA, 1986. http://www.theses.fr/1986ISAT0019.

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Abstract:

ANALYSE DE LA PHOTOLUMINESCENCE DE STRUCTURES GaAs/(Ca,Sr))F2/GaAs, A FLUORURE ACCORDE EN MAILLE AU GAAS; INFLUENCE DES PARAMETRES DE CROISSANCE ET DE LA DISTANCE A L'INTERFACE. COMPARAISON DES PERFORMANCES DE SEMICONDUCTEUR HETEROEPITAXIE A CELLES DE GAAS EPITAXIE; ETUDE DE COUCHES DE GAAS EPITAXIE SUR CAF2 MASSIF

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Benjelloun, Nadia. "Caracterisation des niveaux profonds dans le materiau photorefractif bi : :(12) geo::(20) par analyse de transitoires de courant photo-induit." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1988. http://www.theses.fr/1988STR13183.

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Abstract:

La methode est utilisee pour l'etude de la densite d'etats dans la bande interdite du silicium amorphe hydrogene et sur cdin::(2)s::(4). La caracterisation des niveaux ayant des energies d'ionisation thermique entre 0,1 ev et 0,9 ev, le modele de transfert de charge decrivant l'effet photorefractif et l'evaluation du niveau de recombinaison, sont faits dans le materiau photorefractif. Les effets du dopage (fer) et du codopage (fer, vanadium) sur les niveaux sont consideres. Le centre responsable de la capture d'electrons est aussi etudie par absorption optique et photoconductivite photoinduites. Les resultats s'accordent avec ceux des mesures de photorefractivite

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Besson, Claudine. "Effet photoréfractif dans l'oxyde de bismuth germanium (bi12Ge020) : détermination des paramètres du matériau, intensification de l'effet photoréfractif par un champ alternatif et amplification d'ondes optiques." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 1989. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00718040.

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Abstract:

Etude des paramètres caractéristiques de l'effet photorefractif dans l'oxyde de bismuth germanium (bi12Ge020) par des expériences de diffraction d'ondes optiques. Ces résultats sont mis a profit pour la réalisation d'un amplificateur d'ondes optiques base sur le couplage dans le matériau. Les principaux paramètres photorefractifs mesures sont: la longueur de diffusion des porteurs de charge; la densité de centres ionises dans le noir; la photoconductivité. L'influence du dopage sur ces paramètres est discutées. Des améliorations des performances du bi12Geo20 sont obtenues en appliquant un champ alternatif créneau au cristal. Nous avons réalise des expériences de couplage d'onde sous champ créneau et en avons développé une description analytique. Cette technique intensifie le transfert d'énergie entre deux ondes

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Domange, Jocelyn. "Étude et exploitation de bolomètres de nouvelle génération à électrodes concentriques pour la recherche de matière noire froide non-baryonique dans l’expérience Edelweiss II." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112169/document.

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Abstract:

EDELWEISS est une expérience de détection directe de matière noire froide non-baryonique sous forme de particules massives et faiblement interagissantes (connues sous l'acronyme de WIMPs), qui constituent actuellement les candidats les plus populaires pour rendre compte de la masse manquante de l'Univers. Dans ce but, EDELWEISS utilise des bolomètres de germanium opérés à température cryogénique (20 mK environ) dans le Laboratoire Souterrain de Modane (LSM) à la frontière franco-italienne. En particulier, depuis 2008, un nouveau type de détecteur est en fonctionnement, équipé d'électrodes concentriques pour optimiser le rejet des évènements de surface (détecteurs à grilles coplanaires). Cette thèse se décompose en plusieurs axes de recherche. Tout d'abord, nous avons réalisé des mesures concernant la collecte des charges dans les cristaux. Les lois de vitesse des porteurs (électrons et trous) ont été déterminées dans le germanium à 20 mK dans la direction <100>, et une étude complète de la répartition des charges a été menée, avec une évaluation de l'anisotropie du transport et de la diffusion transverse des porteurs. Ces résultats permettent d'avoir une meilleure compréhension du fonctionnement interne des détecteurs d'Edelweiss. Ensuite, des études portant sur l'amélioration des performances ont été effectuées. Nous avons en particulier permis d'optimiser la procédure de régénération des cristaux et améliorer le rejet passif des évènements de surface (β). Le volume utile de détection des détecteurs a été évalué en utilisant les raies de deux radio-isotopes activés cosmiquement, le 68Ge et le 65Zn. Enfin, une étude exhaustive portant sur l'étude des spectres à basse énergie a été menée, ce qui permet de mettre au point une méthode d'analyse systématique pour la recherche de WIMPs de basse masse dans EDELWEISS
EDELWEISS is a direct non-baryonic cold dark matter detection experiment in the form of weakly interacting massive particles (also known as WIMPs), which currently constitute the most popular candidates to account for the missing mass in the Universe. To this purpose, EDELWEISS uses germanium bolometers at cryogenic temperature (20 mK approximately) in the Underground Laboratory of Modane (LSM) at the French-Italian border. Since 2008, a new type of detector is operated, equipped with concentric electrodes to optimize the rejection of surface events (coplanar-grid detectors). This thesis work is divided into several research orientations. First, we carried out measurements concerning charge collection in the crystals. The velocity laws of the carriers (electrons and holes) have been determined in germanium at 20 mK in the <100> orientation, and a complete study of charge sharing has been done, including an evaluation of the transport anisotropy and of the straggling of the carriers. These results lead to a better understanding of the inner properties of the EDELWEISS detectors. Then, studies relating to the improvement of the performances were carried out. In particular, we have optimized the space-charge cancellation procedure in the crystals and improved the passive rejection of surface events (β). The fiducial volume of the detectors has been evaluated using two X-ray lines from cosmically activated radionuclides: 68Ge and 65Zn. Lastly, an exhaustive study of the low energy spectra has been carried out, which makes it possible to develop a systematic analysis method for the search of low-mass WIMPs in EDELWEISS

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Fall, Sadiara. "Etude du transport de charges dans les polymères semi-conducteurs à faible bande interdite et de son impact sur les performances photovoltaïques." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00975750.

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Abstract:

Le transport de charges dans une série de copolymères à faible bande interdite basés sur l'alternance de motifs riches en électrons (thiophène, thiénothiophène) et d'unités déficients en électrons (benzothiadiazole) et dans leurs mélanges avec un dérivé du fullerène (PCBM-C60) a été étudié. Les polymères sont différenciés par la structure moléculaire de leur coeur conjugué et par la nature, la position et la densité de leurs chaines latérales. Dans les polymères purs, la mobilité a été étudiée en fonction de la densité de charges par le biais de l'analyses de caractéristiques électriques de transistors à effet de champ et de dispositifs à un seul type de porteurs dont le courant est limité par la charge d'espace. En utilisant le modèle de transport de charges développé par Vissenberg et al., nous avons pu estimer le degré de désordre dans le film organique et corréler le transport de charge avec le degré d'ordre structural mesuré par la diffraction des Rayons-X. Ces polymères ont été conçus pour être utilisés dans la couche active des cellules solaires organiques. Grâce à l'étude du transport de charges dans les mélanges à différents ratios massiques polymères:fullerène, nous avons mis en évidence l'effet considérable de la structure moléculaire sur le ratio optimal polymère:fullerène. Aussi, nous avons pu montrer que la nature des chaînes latérales joue un rôle important dans l'obtention d'un chemin de percolation optimal à la conduction des électrons.

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Potvin, Carl. "Comportement et effet de la charge d'espace sur le mécanisme des vibrations induites par effet de couronne." Thèse, 2000. http://constellation.uqac.ca/972/1/11965618.pdf.

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Abstract:

L'effet de couronne est un phénomène observé lorsqu'une électrode est amenée à une tension suffisamment élevée pour que le champ électrique excède le seuil pour lequel des décharges prédisruptives apparaissent. La valeur de la tension nécessaire à l'apparition de l'effet de couronne dépend principalement de la géométrie des électrodes. Sous les conducteurs des lignes de transport d'énergie électrique, la présence de gouttes d'eau suspendues modifie de façon importante le champ électrique, ce qui provoque ou amplifie l'effet de couronne. Cela a pour effet de créer des charges sous le conducteur appelées charges d'espace. Ces charges peuvent induire des forces suffisamment importantes pour causer la vibration des conducteurs à la fréquence naturelle d'oscillation de la portée. Ce phénomène est connu sous le nom de vibrations induites par effet de couronne. Afin de fournir de nouvelles données sur ce phénomène, principalement sur la force induite par chacune des gouttes d'eau suspendues, une simulation numérique a été réalisée. Comme plusieurs des paramètres nécessaires à la réalisation de la simulation étaient peu connus, nous avons aussi effectué une étude expérimentale. Cette étude a permis d'obtenir des relations empiriques applicables à la simulation numérique, notamment sur l'amplitude de vibration et sur la géométrie de la goutte suspendue. Par la suite, à l'aide de relations électrostatiques simples, la simulation numérique permet d'obtenir la force induite en fonction du temps pour différentes valeurs de champ électrique à la surface du conducteur. Les résultats de l'étude expérimentale et de la simulation numérique permettent d'étendre les connaissances du phénomène de vibration par effet de couronne et pourront servir à élaborer des modèles numériques plus complets.

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Dissertations / Theses on the topic 'Dopage par charge d'espace'

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