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Dissertations / Theses on the topic 'Interface conductivity'
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Karayacoubian, Paul. "Effective Thermal Conductivity of Composite Fluidic Thermal Interface Materials." Thesis, University of Waterloo, 2006. http://hdl.handle.net/10012/2881.
Full textAbstract:
Thermally enhanced greases made of dispersions of small conductive particles suspended in fluidic polymers can offer significant advantages when used as a thermal interface material (TIM) in microelectronics cooling applications. A fundamental problem which remains to be addressed is how to predict the effective thermal conductivity of these materials, an important parameter in establishing the bulk resistance to heat flow through the TIM. <br /><br /> The following study presents the application of two simple theorems for establishing bounds on the effective thermal conductivity of such inhomogeneous media. These theorems are applied to the development of models which are the geometric means of the upper and lower bounds for effective thermal conductivity of base fluids into which are suspended particles of various geometries. <br /><br /> Numerical work indicates that the models show generally good agreement for the various geometric dispersions, in particular for particles with low to moderate aspect ratios. The numerical results approach the lower bound as the conductivity ratio is increased. An important observation is that orienting the particles in the direction of heat flow leads to substantial enhancment in the thermal conductivity of the base fluid. Clustering leads to a small enhancement in effective thermal conductivity beyond that which is predicted for systems composed of regular arrays of particles. Although significant enhancement is possible if the clusters are large, in reality, clustering to the extent that solid agglomerates span large distances is unlikely since such clusters would settle out of the fluid. <br /><br /> In addition, experimental work available in the literature indicates that the agreement between the selected experimental data and the geometric mean of the upper and lower bounds for a sphere in a unit cell are in excellent agreement, even for particles which are irregular in shape.
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Russell, Carissa Don. "INTERFACIAL THERMAL CONDUCTIVITY USING MULTIWALL CARBON NANOTUBES." UKnowledge, 2010. http://uknowledge.uky.edu/gradschool_theses/30.
Full textAbstract:
Shrinking volume, coupled with higher performance, microprocessors and integrated circuits have led to serious heat dissipation issues. In an effort to mitigate the excessive amounts of waste heat and ensure electronic survivability, heat sinks and spreaders are incorporated into heat generating device structures. This inevitability creates a thermal pathway through an interface. Thermal interfaces can possess serious thermal resistances for heat conduction. The introduction of a thermal interface material (TIM) can drastically increase the thermal performance of the component. Exceptional thermal properties of multiwall carbon nanotubes (MWCNTs) have spurred interest in their use as TIMs. MWCNTs inherently grow in vertically-oriented, high aspect ratio arrays, which is ideal in thermal interface applications because CNTs posses their superior thermal performance along their axis. In this paper, laser flash thermal characterization of sandwich‐bonded and cap‐screw‐bonded aluminum discs for both adhesive-infiltrated and “dry”, 100% MWCNT arrays, respectively. Thermal contact resistances as low as 18.1 mm2K/W were observed for adhesive‐infiltrated arrays and, even lower values, down to 10.583 mm2K/W were measured for “dry” MWCNT arrays. The improved thermal performance of the arrays compared to thermal adhesives and greases currently used in the electronics and aerospace industries, characterize MWCNT arrays as a novel, lighter‐weight, non‐corrosive replacement.
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Carvallo, Pecci Andrés Nicolás. "Modèle biophysique pour la mesure de la conductivité cérébrale et apport diagnostique." Thesis, Rennes 1, 2018. http://www.theses.fr/2018REN1S039/document.
Full textAbstract:
Nous avons cherché à fournir une estimation précise de la conductivité électrique des tissus cérébraux humains en clinique, en utilisant une stimulation pulsée locale de faible intensité. Méthodes : À l'aide de l'approximation quasi-statique des équations de Maxwell, nous avons établi un modèle analytique du champ électrique généré par les électrodes intracérébrales stéréotaxiques-EEG (SEEG). Nous avons couplé ce modèle de champ électrique avec un modèle de l'interface électrode-électrolyte pour fournir une expression analytique explicite de la conductivité du tissu cérébral basée sur la réponse enregistrée du tissu cérébral à la stimulation. Résultats: Nous avons validé notre modèle biophysique en utilisant i) des solutions salines calibrées en conductivité électrique,ii) des tissus cérébraux de rat, et iii) des données électrophysiologiques enregistrées en clinique chez sept patients épileptiques au cours de la SEEG. Nous avons trouvé une possible corrélation entre la conductivité et le caractère épileptique du tissu. Conclusion: Cette nouvelle méthode basée sur un modèle offre une estimation rapide et fiable de la conductivité électrique des tissus cérébraux en tenant compte des contributions de l'interface électrode-électrolyte. Signification: Cette méthode surpasse les mesures standard de bioimpédance. L'application pour le diagnostic est envisagée puisque les valeurs de conductivité diffèrent fortement lorsqu'elles sont estimées dans le tissu cérébral sain versus hyperexcitable<br>We aimed at providing an accurate estimation of human brain tissue electrical conductivity in clinico, using local, low-intensity pulsed stimulation. Methods: Using the quasi-static approximation of Maxwell equations, we derived an analytical model of the electric field generated by intracerebral stereotactic-EEG (SEEG) electrodes. We coupled this electric field model with a model of the electrode-electrolyte interface to provide an explicit, analytical expression of brain tissue conductivity based on the recorded brain tissue response to pulse stimulation. Results: We validated our biophysical model using: i) saline solutions calibrated in electrical conductivity, ii) rat brain tissue, and iii) electrophysiological data recorded in clinico from two epileptic patients during SEEG. Conclusion: This new model-based method offers a fast and reliable estimation of brain tissue electrical conductivity by accounting for contributions from the electrode-electrolyte interface. Significance: This method outperforms standard bioimpedance measurements since it provides absolute (as opposed to relative) changes in brain tissue conductivity. Application for diagnosis is envisioned since conductivity values strongly differ when estimated in the healthy vs. hyperexcitable brain tissue
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Plattier-Boné, Julien. "Structuration des charges dans des mélanges de polymères immiscibles." Phd thesis, Université du Maine, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00839195.
Full textAbstract:
Le but de la thèse est de comprendre les mécanismes de localisation de particules (on parle de charges) dans des mélanges de polymères immiscibles. Ces travaux montrent que la localisation des charges de noir de carbone dans un mélange polypropylène (PP)/ poly-ε-caprolactone (PCL) est dominée par le rapport de viscosités et non par des paramètres thermodynamiques (liés au mouillage de la particule). La localisation des charges est expliquée par la compétition des forces de drainage visqueux s'exerçant sur les particules à l'interface. Le mécanisme de transfert des charges est mis en évidence par observation de la relaxation de gouttes de PCL chargées immergées dans une matrice PP. Le transfert se produit par un nouveau mécanisme, appelé " zip flow ", qui consiste à l'érosion des gouttes au niveau des pointes. La maîtrise des différents paramètres étudiés permet de localiser les particules sélectivement à l'interface et d'obtenir des propriétés de conductivité à faible taux de charges.
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Raghavan, Vasudevan. "Effect of Interface, Density and Height of Carbon Nanotube Arrays on Their Thermal Conductivity: An Experimental Study." University of Cincinnati / OhioLINK, 2010. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ucin1289236348.
Full text
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Mustapha, Lateef Abimbola, and Lateef Abimbola Mustapha. "Thermo-Mechanical Characterization and Interfacial Thermal Resistance Studies of Chemically Modified Carbon Nanotube Thermal Interface Material - Experimental and Mechanistic Approaches." Diss., The University of Arizona, 2017. http://hdl.handle.net/10150/625379.
Full textAbstract:
Effective application of thermal interface materials (TIM) sandwiched between silicon and a heat spreader in a microelectronic package for improved heat dissipation is studied through thermal and mechanical characterization of high thermally conductive carbon nanotubes (CNTs) integrated into eutectic gallium indium liquid metal (LM) wetting matrix. Thermal conductivity data from Infrared microscopy tool reveals the dependence of experimental factors such as matrix types, TIM contacting interfaces, orientation of CNTs and wetting of CNTs in the matrix on the thermal behavior of TIM composite.
Observed generalized trend on LM-CNT TIM shows progressive decrease in effective thermal conductivity with increasing CNT volume fractions. Further thermal characterizations LM-CNT TIM however show over 2x increase in effective thermal conductivity over conventional polymer TIMs (i.e. TIM from silicone oil matrix) but fails to meet 10x improvement expected.
Poor wetting of CNT with LM matrix is hypothesized to hinder thermal improvement of LM-CNT TIM composite. Thus, wetting enhancement technique through electro-wetting and liquid crystal (LC) based matrix proposed to enhance CNT-CNT contact in LM-CNT TIM results in thermal conductivity improvement of 40 to 50% with introduction of voltage gradient of 2 to 24 volts on LM-CNT TIM sample with 0.1 to 1 percent CNT volume fractions over non voltage LM-CNT TIM test samples.
Key findings through this study show that voltage tests on LC- CNT TIM can cause increased CNT-CNT networks resulting in 5x increase in thermal conductivity over non voltage LC-CNT TIM and over 2x improvement over silicone-CNT TIMs. Validation of LM wetting of CNT hypothesis further shows that wetting and interface adhesion mechanisms are not the only factors required to improve thermal performance of LM-CNT TIM. Anisotropic characteristic of thermal conductivity of randomly dispersed CNTs is a major factor causing lower thermal performance of LM-CNTs TIM composite. Other factors resulting in LM-CNT TIM decreasing thermal conductivity with increasing CNT loading are (i) Lack of CNT-CNT network due to large difference in surface tension and mass density between CNTs and LM in TIM composite (ii) Structural stability of MWCNT and small MFP of phonons in ~5um MWCNTs compared to the system resulted in phonon scattering with reduced heat flow (iii) CNT percolation threshold limit not reached owing to thermal shielding due to CNT tube interfacial thermal resistance.
While mixture analytical models employed are able to predict thermal behaviors consistent with CNT-CNT network and CNT- polymer matrix contact phenomenon, these models are not equipped to predict thermo-chemical attributes of CNTs in LM-CNT TIM. Extent of LM-CNT wetting and LM-solid surface interfacial contact impacts on interfacial thermal resistance are investigated through LM contact angle, XPS/AES and SEM-EDX analyses on Au/Ni and Ni coated copper surfaces. Contact angle measurements in the range of 120o at both 55oC and 125oC show non wetting of LM on CNT, Au and Ni surfaces. Interface reactive wetting elemental composition of 21 days aged LM on Au/Ni and Ni surfaces reveals Ga dissolution in Au and Ni diffusion of ~0.32um in Au which are not present for similar analysis of 1 day LM on Au/Ni surface. Formation of Au-Ni-Ga IMC and IMC-oxide iono-covalency occurrence at the interface causes reduction in surface tension and reduction in interfacial contact resistance.
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Le, Poul Nicolas. "Charge transfer at the high-temperature superconductor/liquid electrolyte interface." Thesis, University of Exeter, 2001. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.391279.
Full text
8
Adhikari, Amit. "Polymer Matrix Composite: Thermally Conductive GreasesPreparation and Characterization." University of Akron / OhioLINK, 2019. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=akron1556282222035491.
Full text
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Vasquez, Cristal Jeanette. "Oxide-coated vertically aligned carbon nanotube forests as thermal interface materials." Thesis, Georgia Institute of Technology, 2014. http://hdl.handle.net/1853/52237.
Full textAbstract:
Carbon nanotube (CNT) forests have outstanding thermal, electrical, and mechanical properties, which have generated significant interest as thermal interface materials (TIMs). Some drawbacks to using CNTs as TIMs include poor substrate adhesion, high interface resistances inhibiting thermal transport, and lack of electrical insulation in electronic component applications. It is thus useful to be able to modify CNTs to reduce their electrical conductivity while maintaining high thermal conductivity and interface conductance, and high mechanical compliance. A recent report suggests that nanoscale oxide coatings could be applied to CNTs in forests without changing the mechanical deformation behavior of the forests. Oxide coatings could also provide environmental stability as well as better adhesion to the substrate compared to pristine CNT forests.
In this study, we investigated thermal and electrical resistance of CNT forests with an oxide coating. Low-pressure chemical vapor deposition (LPCVD) was used to produce CNTs on high-conductivity Si substrates. Plasma-enhanced atomic layer deposition (PALD) was used to deposit Al2O3 on individual CNTs in forests. This process was facilitated by O2 plasma pretreatment to functionalize the surface of the CNTs and nucleate oxide growth. Several analytical techniques were used to characterize the CNT-oxide composites, including scanning electron microscopy, Raman and X-ray photoelectron spectroscopy. Thermal conductivity and thermal interface resistance were measured using a modified photoacoustic technique. The oxide coating had no significant effect on the effective thermal conductivity of the forests, in contrast to expectations of increased phonon scattering. Electrical resistivity measurements were made and a threefold increase was observed for the oxide-coated forests. This approach could emerge as a promising route to create a viable TIM for thermally conductive and electrically insulating applications.
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Carrillo-Avila, Eugenio. "Modélisation des transferts hydriques dans le système sol-plante-atmosphère : application à la plaine de la Bièvre (Isère)." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1995. http://www.theses.fr/1995GRE10026.
Full textAbstract:
Le memoire est relatif a la modelisation mecaniste des transferts hydriques dans le systeme sol-plante-atmosphere. Dans une premiere partie (chapitre i), sont presentees les considerations theoriques sur lesquelles est fonde le modele utilise, qui est ensuite decrit en details dans le chapitre ii. Le chapitre iii presente l'etude experimentale qui a servi de support a la determination des parametres du modele et a sa validation sur de longues series chronologiques de donnees. Par ailleurs, le manque d'informations sur certains parametres relatifs a la plante et aux caracteristiques hydrodynamiques du sol, ainsi que le souci d'ameliorer les resultats de la modelisation, nous ont conduit a developper et a mettre en uvre une procedure de determination des parametres du modele par methode inverse. Ainsi, le chapitre iv est dedie a la description succincte des principes de la methode utilisee et a la presentation des resultats obtenus lors de son application aux sites etudies: parcelles de sol nu et cultivees en mais irrigue. Pour le cas des sites sol nu, l'application de la methode a permis la determination des parametres sol pour lesquels le modele a reproduit de facon acceptable la variation spatio - temporelle des variables d'etat mesurees: profils de teneur en eau et de potentiel matriciel dans le sol, composantes du bilan hydrique. En outre, en fixant les parametres des relations potentiel matriciel teneur en eau du sol, la methode a permis l'estimation de la conductivite hydraulique du milieu en fonction de son humidite. Pour le cas des sites cultives, la methode inverse s'est averee etre un outil assez performant pour la determination des parametres decrivant le developpement de la culture, en evitant les difficultes inherentes a leur estimation par tatonnement. L'ensemble des resultats montre que le modele utilise, complete par un algorithme d'estimation inverse de certains parametres, conduit a des estimations tout a fait raisonnables tant des composantes du bilan hydrique que des variations spatio temporelles annuelles de l'etat hydrique du sol, et ce aussi bien sur sol nu que sur sol cultive. Il a egalement montre son aptitude a des simulations longue duree, rendues possibles par une parametrisation simple des donnees climatiques de forcage
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Martin, Joshua. "Methods of thermoelectric enhancement in silicon-germanium alloy type I clathrates and in nanostructured lead chalcogenides." [Tampa, Fla] : University of South Florida, 2008. http://purl.fcla.edu/usf/dc/et/SFE0002448.
Full text
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Sellak, Radouane. "Elaboration et caractérisation d'une résine thermodurcissable conductrice." Phd thesis, Université du Maine, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00949522.
Full textAbstract:
Les matériaux thermodurcissables sont naturellement des isolants électriques, limitant leurs applications dans certains domaines comme l'électronique ou l'aéronautique. Ce travail de thèse consiste à développer un nouveau matériau composite thermodurcissable en présence de charges inorganiques conductrices pour apporter des propriétés électriques sans pour autant changer notablement la viscosité du système avant la polymérisation afin de permettre l'utilisation des technologies d'infusion de résine de l'aéronautique. La stratégie des travaux est basée sur la génération d'une séparation de phase au sein du matériau et la localisation des charges conductrices aux interfaces.Cette étude est scindée deux objectifs principaux. Le premier objectif consiste à étudier un système TP/TD (thermoplastique/thermodurcissable) afin d'obtenir et contrôler une morphologie interpénétrée, selon le processus de séparation de phase induite par la polymérisation. Le second objectif consiste à étudier la localisation des charges conductrices dans un système TP/TD. Deux procédés de mise en œuvre ont été développés. Le premier procédé dit " one shot " permet de localiser les charges préférentiellement et de manière homogène dans la phase thermodurcissable et apporte une conductivité uniquement à forte concentration en particules conductrices.Une seconde méthodologie a été élaborée permettant d'obtenir un matériau biphasique dans lequel les charges sont localisées préférentiellement à l'interface du système Epoxy/thermoplastique. Des conductivités, à faible taux de charges (5 % massique), de l'ordre 10-1 S/m ont pu être atteintes avec cette méthodologie.
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Jeancolas, Antoine. "Étude expérimentale et modélisation micromécanique du comportement de composites hybrides : optimisation de la conductivité thermique." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0285/document.
Full textAbstract:
L’augmentation de la puissance électrique des composants électroniques pose le problème de la dissipation de la chaleur générée. Les boîtiers électriques doivent permettre la dissipation de cette chaleur en conservant une isolation électrique. La solution retenue pour évacuer la chaleur par transfert thermique consiste en matériaux composites dont les renforts par leur structuration vont améliorer la conductivité thermique. Des composites à matrice polymère ont été choisis pour leur aptitude de mise en forme. La conductivité thermique et l’isolation électrique sont assurées par des charges céramiques. Les méthodes d’homogénéisation donnent des pistes d’amélioration du comportement de composites en fonction des propriétés de leurs constituants, de leur géométrie et de leur distribution. Elles fournissent ainsi une formulation optimisée de matériaux répondant à certaines caractéristiques issues de cahiers des charges émanant du partenaire industriel (Institut de Soudure). La conductivité thermique attendue des composites impose une forte fraction volumique de charges pour compenser le caractère isolant de la matrice polymère. Des méthodes d’homogénéisation ont été développées pour prédire la conductivité thermique effective pour de forts taux de charges (supérieur à 20%) et des contrastes élevés de conductivité thermique. La présence d’une interphase provenant d’incompatibilités fortes entre les composants doit également être modélisée<br>The increase of electronic components in the integrated circuits and the required electrical power set the question of the dissipation of the heat generated. The electrical box must favor the heat dissipation while maintaining electrical insulation. The solution chosen to transfer the heat is to develop composite materials whose reinforcements by their structure will improve the thermal conductivity. Polymer-based composite materials were chosen for their building ability. Thermal conductivity and electrical insulation are insured by ceramic reinforcements. The homogenization methods allow to improve the composites’ design according to the properties of their constituents, their geometry and their distribution. They thus provide an optimized formulation of materials satisfying the characteristics emanating from the industrial partner (‘Institut de Soudure’). The expected thermal conductivity of the composites imposes a high volume fraction of reinforcements to counterbalance the insulating polymer matrix. Homogenization methods have been developed to provide predictions of effective thermal conductivity for high (greater than 20%) reinforcement rates and high thermal conductivity contrasts. The presence of an interphase resulting from strong physico-chemical incompatibilities between the components must also be modeled
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Messaadi, Saci. "Modélisation électrique de couches ou de fils minces métalliques : Effet thermique d'interface verre-couche amorphe." Nancy 1, 1987. http://www.theses.fr/1987NAN10048.
Full textAbstract:
En utilisant l'expression de la conductivité électrique donnant l'équivalence entre le modèle de Fuchs-Sondheimer et le modèle de Cottey étendu, des expressions simples de la conductivité sont substituées à celle du modèle de Mayadas-Shatzkcs. De nouvelles formulations simplifiées relatives à la conductivité électrique des doubles couches métalliques, des fils fins métalliques en l'absence de champ magnétique et la magnétorésistance longitudinale de ces derniers sont obtenues dans le cadre du modèle de conduction multidimensionnel
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Zacarias, Domingues Fernandes Rosana. "Propriétés électriques et électrochimiques de zircones fortement dopées et étude de jonctions ioniques." Grenoble INPG, 1988. http://www.theses.fr/1988INPG0072.
Full text
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Shukla, Nitin. "Heat Transport across Dissimilar Materials." Diss., Virginia Tech, 2009. http://hdl.handle.net/10919/27820.
Full textAbstract:
All interfaces offer resistance to heat transport. As the size of a device or structure approaches nanometer lengthscales, the contribution of the interface thermal resistance often becomes comparable to the intrinsic thermal resistance offered by the device or structure itself. In many microelectronic devices, heat has to transfer across a metal-nonmetal interface, and a better understanding about the origins of this interface thermal conductance (inverse of the interface thermal resistance) is critical in improving the performance of these devices. In this dissertation, heat transport across different metal-nonmetal interfaces are investigated with the primary goal of gaining qualitative and quantitative insight into the heat transport mechanisms across such interfaces. A time-domain thermoreflectance (TDTR) system is used to measure the thermal properties at the nanoscale. TDTR is an optical pump-probe technique, and it is capable of measuring thermal conductivity, k, and interface thermal conductance, G, simultaneously.
The first study examines k and G for amorphous and crystalline Zr47Cu31Al13Ni9 metallic alloys that are in contact with poly-crystalline Y2O3. The motivation behind this study is to determine the relative importance of energy coupling mechanisms such as electron-phonon or phonon-phonon coupling across the interface by changing the material structure (from amorphous to crystalline), but not the composition. From the TDTR measurements k=4.5 W m-1 K-1 for the amorphous metallic glass of Zr47Cu31Al13Ni9, and k=5.0 W m-1 K-1 for the crystalline Zr47Cu31Al13Ni9. TDTR also gives G=23 MW m-2 K-1 for the metallic glass/Y2O3 interface and G=26 MW m-2 K-1 for the interface between the crystalline Zr47Cu31Al13Ni9 and Y2O3. The thermal conductivity of the poly-crystalline Y2O3 layer is found to be k=5.0 W m-1 K-1. Despite the small difference between k and G for the two alloys, the results are repeatable and they indicate that the structure of the alloy plays a role in the electron-phonon coupling and interface conductance.
The second experimental study examines the effect of nickel nanoparticle size on the thermal transport in multilayer nanocomposites. These nanocomposites consist of five alternating layers of nickel nanoparticles and yttria stabilized zirconia (YSZ) spacer layers that are grown with pulsed laser deposition. Using TDTR, thermal conductivities of k=1.8, 2.4, 2.3, and 3.0 W m-1 K-1 are found for nanocomposites with nickel nanoparticle diameters of 7, 21, 24, and 38 nm, respectively, and k=2.5 W m-1 K-1 for a single 80 nm thick layer of YSZ. The results indicate that the overall thermal conductivity of these nanocomposites is strongly influenced by the Ni nanoparticle size and the interface thermal conductance between the Ni particles and the YSZ matrix. An effective medium theory is used to estimate the lower limits for the interface thermal conductance between the nickel nanoparticles and the YSZ matrix (G>170 MW m-2 K-1), and the nickel nanoparticle thermal conductivity.<br>Ph. D.
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Dudda, Bruna. "Surface and interface states investigated in Si based thin films for photovoltaic applications." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2017. http://amslaurea.unibo.it/13656/.
Full textAbstract:
Recently, hydrogenated nanocrystalline silicon oxynitride (nc-SiOxNy:H) has been proposed as a suitable substitute for a-Si:H as heteroemitter in SHJ cells. The latter presents strong parasitic absorption of light, which causes losses in short circuit current, and prevents to achieve higher power conversion efficiencies. Previous studies on nc-SiOxNy:H thin layers have shown for these films optical bandgap values as high as 2.5 eV and very high dark conductivities, up to 44 S/cm, which could lead to significant efficiency improvements. This thesis reports the investigation of nc-SiOxNy thin films, deposited by Plasma-Enhanced Chemical Vapour Deposition (PECVD) on c-Si and glass substrates, conducted by means of surface photovoltage (SPV) measurements and electrical characterization. The study concerned in particular the evaluation of the influence of the oxygen content and the thermal treatment, on the optoelectronic and electrical properties of the SiOxNy layers. SPV measurements have revealed the excellent passivation quality of the as-deposited sample with low oxygen content. In addition, it allowed for the identification of possible quantum confinement effects at the silicon nanocrystals in the sample with low oxygen, 3 h annealed. Furthermore, the thermal treatment have demonstrated to yield a significant improvement of the electrical properties of nc-SiOxNy thin films.
The results this study show that the optimization of nc-SiOxNy for its application in SHJ solar cells still requires further study. In order to achieve the required high conductivity, annealing treatments are required; however, such treatments strongly degrades the passivating quality of the layer. Similar high conductivities can be achieved using higher H2 dilution during the deposition stage, that boosts the layer crystallinity.
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Hamrat, Sonia. "Etude des échanges thermiques et conception d’un système de refroidissement pour le système de lecture du trajectographe SciFi de LHCb." Thesis, Université Clermont Auvergne (2017-2020), 2017. http://www.theses.fr/2017CLFAC104/document.
Full textAbstract:
Dans le cadre de l’évolution du plus grand accélérateur circulaire de particules « LHC », un important programme de mise à niveau sur l’ensemble des détecteurs qui le constitue a été lancé. Parmi eux, on retrouve la mise à niveau du détecteur LHCb qui comprend le remplacement complet de plusieurs sous-détecteurs. La fréquence de lecture élevée de 40MHz, sans précédent dans une expérience de physique des particules, et l’environnement de rayonnement sévère lié à l’augmentation de l’intensité du LHC, sont les principaux défis à relever par les nouveaux sous-détecteurs. Le travail présenté dans ce manuscrit, décrit une petite partie de l’évolution du détecteur LHCb. Le développement et la construction d’un nouveau trajectographe à grande échelle, basé sur une nouvelle technologie à fibres scintillantes «SciFi», lues avec des photomultiplicateurs au silicium «SiPM», est l’un des projets clés du programme de mise à niveau de LHCb. La première partie, consiste à étudier les échanges thermiques et à concevoir un système de refroidissement pour chaque Read-Out Box « ROB » qui contient deux cartes électroniques frontales « FE », et qui permettent de lire les données du détecteur. Ces dernières possèdent une dissipation thermique d’environ 110W.Pour assurer le bon fonctionnement des composants électroniques, il est obligatoire de mettre en place un refroidisseur. Des contraintes importantes sont prisent en compte dans cette étude, la première représente l’espace limité en regard du besoin du système de refroidissement, des interfaces électroniques et mécanique, la seconde concerne les SiPM. Reliés à l’électronique par des câbles flexibles, elles sont situées à proximité de l’électronique « FE » et leur température de fonctionnement doit être parfaitement réglée autour des -40°C. Des travaux de simulations numériques sur les logiciels FloTHERM et ANSYS ont été menés sur le banc expérimental réalisé au sein du laboratoire, et qui nous ont permis de déterminer la solution de refroidissement la mieux adaptée. Cette étude nous a aussi montré qu’il est plus que nécessaire d’intégrer des interfaces thermiques « IT» telles que des pâtes thermiques afin d’assurer un meilleur transfert de chaleur entre les composants électroniques et le refroidisseur. La deuxième partie, représente une étude approfondie sur les interfaces thermiques qui sont un point délicat de transfert de chaleur, car elles peuvent avoir plusieurs dizaines de pour cent de la résistance thermique globale. Pour garantir une utilisation adéquate et durable de ces matériaux, plusieurs paramètres ont été vérifiés, en particulier la dureté, la consistance (pas de production de graisse ou d’huile) et la conductivité thermique, grâce à un banc de mesures adapté d’après la méthode normalisé ASTM D5470, grâce auquel on a pu mesurer le flux de chaleur qui traverse l’échantillon d’interface thermique testé et qui est généré par une source chaude et un source froide qui sont montées aux extrémités de notre banc.Grâce à l’installation CHARME (CERN) et à la plate-forme PAVIRMA (Campus des Cézeaux), une série de mesure d’irradiations aux neutrons et aux rayons X sont également effectuées, correspondant à l’environnement dans lequel elles seront exposées dans l’expérience, d’un côté pour identifier les dégradations et changements possibles sur les résistances thermiques par l’analyse de l’impédance thermique, de l’autre pour identifier l’interface thermique qui convient le mieux à notre application et qui permet d’assurer un excellent échange thermique et donc un bon refroidissement de l’électronique frontale au sein du trajectographe du détecteur LHCb<br>In the context of the evolution of the biggest circular accelerator of particles «LHC», an important program of upgrade on all the detectors which establishes itself was thrown. Among them, we find the upgrade of the detector LHCb which includes the complete replacement of several sub-detectors. The frequency of high reading of 40MHz, an unprecedented in an experiment of physical appearance of particles, and the environment of severe radiation bound to the increase of the intensity of the LHC, are the main challenges by the new sub-detectors. The work presented in this manuscript, described as a small part of the evolution of the LHCb detector. The development and the construction of a new wide-scale tracker, based on a new technology with scintillating fiber «SciFi», read with photomultipliers to the silicon «SiPM», is one of the key projects of the LHCb upgrade program. The first part, consists in studying the thermal exchanges and designing a cooling system for every Read-Out Box «ROB» which contains two electronic front-end « FE », and which allow to read the data of the detector. The latter has a thermal dissipation about 110W. To ensure the smooth running of electronic components, it is compulsory to set up a cooler. Important constraints are taken into account in this study, the first one represents the space limited compared to the need for the cooling system, the electronic interfaces and mechanical, the second concerns the SiPM. Connected with the electronics by flexible cables, they are located near the electronics «FE» and their temperature of operation is perfectly settled around -40 ° C. Works of digital simulations on the software FloTHERM and ANSYS were led on the experimental bench realized within the laboratory, and which allowed us to determine the best adapted solution of cooling. This study also showed to us that he is more than necessity to integrate thermal interfaces «IT» such as thermal pastas to assure a better transfer of heat between electronic components and cooler. The second part, represents an in-depth study on the thermal interfaces which are a delicate point of transfer of heat, because they can have dozens percent of the global thermal resistance. To guarantee an adequate and sustainable use of these materials, several parameters were verified, in particular hardness, consistency (no production of fat or oil) and the thermal conductivity, thanks to a bench of measures adapted according to the method normalized ASTM D5470, with this bench we could measure the flow of heat through the tested thermal interface sample and which is generated by a hot source and a cold source that are mounted at the ends of our bench.With the installation CHARME (CERN) and PAVIRMA (Cézeaux), a series of measure of irradiations at the neutrons and the X-rays are also made, correspond-ing to the environment in which they will be exposed in the experience, on one side to identify the damages and the possible changes on the thermal resistances by the analysis of the thermal impedance, the other one to identify the thermal interface which suits best our application and which allows to assure an excellent thermal exchange and thus a good cooling of the frontal electronics within the trajectographe of the detector LHCb
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Lincot, Daniel. "Contribution à l'étude des phénomènes de surface en électrochimie des semiconducteurs : l'interface tellurure de cadmium / électrolyte aqueux." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066269.
Full textAbstract:
Apres présentation de certains éléments théoriques sur l'interface semi-conducteur-électrolyte, étude du comportement à l'obscurité des matériaux du type N et du type P en milieu aqueux, à l'aide de mesures d'impédance. Etudes, aussi, du comportement sous éclairement de CDTE-N en solution aqueuse. Données sur l'influence de l'adsorption d'espèces redox en solution et sur le comportement de l'interface en présence de décomposition cathodique.
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Yao, N'guessan Alfred. "Contribution a l'etude des jonctions gaas-electrolyte aqueux et non aqueux : formation de l'interface et cinetique de transfert de charges." Paris 7, 1987. http://www.theses.fr/1987PA077174.
Full text
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Guillet, Stéphane. "Etude des propriétés électroniques des interfaces Ag/Si(100) et Cu/Si(100)." Grenoble 1, 1993. http://www.theses.fr/1993GRE10065.
Full textAbstract:
Les premiers stades de la formation des interfaces ag/si(100) et cu/si(100) a temperature ambiante ont ete etudies in situ par reflectivite differentielle (1. 5 ev-5. 0 ev) associee a des techniques classiques de surface: photoemission uv (ups), spectroscopie auger (aes) et diffraction d'electrons lents (del). Pour des depots plus importants (quelques dizaines a quelques centaines d'angstroms), des etudes ex situ de la reflectivite dans l'infra-rouge (0. 025 ev-1 ev) et de la conductivite electrique (entre 4k et 300k) sont egalement presentees. Un reflectometre differentiel, construit pour ces etudes et permettant de mesurer des variations du facteur de reflexion induites par des fractions de monocouche, est decrit en detail. La reflectivite differentielle est particulierement bien adaptee a l'observation des electrons de la bande de conduction du metal, difficiles a observer en photoemission. Ainsi, dans le cas du cuivre, nous avons observe d'importantes modifications de la reflectivite au niveau du bord d'absorption du cuivre indiquant la formation d'un siliciure. Cette information s'est revelee complementaire des resultats obtenus en photoemission et en spectroscopie auger, a savoir le deplacement en energie de la bande d du cuivre et le dedoublement de la raie auger lvv du silicium. Les etudes de resistivite et de reflectivite montrent pour certains depots de cuivre ou d'argent une certaine discontinuite entre les grains metalliques, meme pour des epaisseurs de plusieurs centaines d'angstroms. Ces resultats ont pu etre decrits par un modele de maxwell-garnett
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Ousten, Jean-Pierre. "Etude du comportement au vieillissement des interfaces thermiques pour modules électroniques de puissance dédiés à des applications transports." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00910948.
Full textAbstract:
Dans le cadre des applications transports, et plus particulièrement de "l'avion plus électrique", avec une demande toujours plus présente de réduction d'encombrement et de poids, la tendance est à l'intégration de plus en plus poussée des convertisseurs statiques. L'augmentation de leur densité de puissance et celle des contraintes thermiques, induites par l'environnement dans lequel ces structures sont localisées, deviennent de plus en plus critiques. La gestion thermique de ces dispositifs est assurée par des systèmes de refroidissement sur lesquels sont montés les composants semi-conducteurs via un matériau d'interface thermique. Une gestion performante sera obtenue par la diminution de la résistance thermique globale entre les éléments dissipatifs et le milieu ambiant grâce en autre à l'amélioration du système de refroidissement et des propriétés thermiques des matériaux constituant le module. Or cette interface est un point délicat du transfert de chaleur car elle peut représenter plusieurs dizaines de pourcents de la résistance thermique globale. Elle nécessite donc une connaissance approfondie de son comportement aux sollicitations thermiques. Après un état de l'art sur les matériaux d'interfaces thermiques et les méthodes de caractérisation des propriétés thermophysiques des matériaux, nous proposons la mise en œuvre d'outils expérimentaux et mathématiques permettant de suivre l'éventuelle évolution de matériaux d'interfaces utilisés en électronique de puissance au cours d'un vieillissement par cyclage en température. Pour cela, deux méthodes sont présentées. La première repose sur la mesure de la résistance thermique des interfaces en régime stationnaire avec un transfert de chaleur monodimensionnel alors que la seconde, basée sur une caractérisation transitoire thermique d'un système, permet d'en identifier les constantes de temps et le réseau Résistance-Capacité du système testé. Des travaux de simulations numériques ont été menés sur les deux types de bancs expérimentaux, d'un côté pour pouvoir évaluer les pertes thermiques latérales du banc statiques, de l'autre côté pour montrer qu'il est bien possible de détecter une variation de la résistance thermique d'un matériau d'interface par l'analyse de l'impédance thermique.
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Gupta, Mohit Kumar. "Design of Thermal Barrier Coatings : A modelling approach." Doctoral thesis, Högskolan Väst, Avd för maskinteknik, 2014. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:hv:diva-7181.
Full textAbstract:
Atmospheric plasma sprayed (APS) thermal barrier coatings (TBCs) are commonly used for thermal protection of components in modern gas turbine application such as power generation, marine and aero engines. TBC is a duplex material system consisting of an insulating ceramic topcoat layer and an intermetallic bondcoat layer. TBC microstructures are highly heterogeneous, consisting of defects such as pores and cracks of different sizes which determine the coating's final thermal and mechanical properties, and the service lives of the coatings. Failure in APS TBCs is mainly associated with the thermo-mechanical stresses developing due to the thermally grown oxide (TGO) layer growth at the topcoat-bondcoat interface and thermal expansion mismatch during thermal cycling. The interface roughness has been shown to play a major role in the development of these induced stresses and lifetime of TBCs.The objective of this thesis work was two-fold for one purpose: to design an optimised TBC to be used for next generation gas turbines. The first objective was to investigate the relationships between coating microstructure and thermal-mechanical properties of topcoats, and to utilise these relationships to design an optimised morphology of the topcoat microstructure. The second objective was to investigate the relationships between topcoat-bondcoat interface roughness, TGO growth and lifetime of TBCs, and to utilise these relationships to design an optimal interface. Simulation technique was used to achieve these objectives. Important microstructural parameters influencing the performance of topcoats were identified and coatings with the feasible identified microstructural parameters were designed, modelled and experimentally verified. It was shown that large globular pores with connected cracks inherited within the topcoat microstructure significantly enhanced TBC performance. Real topcoat-bondcoat interface topographies were used to calculate the induced stresses and a diffusion based TGO growth model was developed to assess the lifetime. The modelling results were compared with existing theories published in previous works and experiments. It was shown that the modelling approach developed in this work could be used as a powerful tool to design new coatings and interfaces as well as to achieve high performance optimised morphologies.
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Afsari, Mamaghani Sepideh. "The Formation of Two Dimensional Supramolecular Structures and Their Use in Studying Charge Transport at the Single Molecule Level at the Liquid-Solid Interface." Diss., Temple University Libraries, 2015. http://cdm16002.contentdm.oclc.org/cdm/ref/collection/p245801coll10/id/350915.
Full textAbstract:
Chemistry<br>Ph.D.<br>Understanding charge transport through molecular junctions and factors affecting the conductivity at the single molecule level is the first step in designing functional electronic devices using individual molecules. A variety of methods have been developed to fabricate metal-molecule-metal junctions in order to evaluate Single Molecule Conductance (SMC). Single molecule junctions usually are formed by wiring a molecule between two metal electrodes via anchoring groups that provide efficient electronic coupling and bind the organic molecular backbone to the metal electrodes. We demonstrated a novel strategy to fabricate single molecule junctions by employing the stabilization provided by the long range ordered structure of the molecules on the surface. The templates formed by the ordered molecular adlayer immobilize the molecule on the electrode surface and facilitate conductance measurements of single molecule junctions with controlled molecular orientation. This strategy enables the construction of orientation-controlled single molecule junctions, with molecules lacking proper anchoring groups that cannot be formed via conventional SMC methods. Utilizing Scanning Tunneling Microscopy (STM) imaging and STM break junction (STM-BJ) techniques combined, we employed the molecular assembly of mesitylene to create highly conductive molecular junctions with controlled orientation of benzene ring perpendicular to the STM tip as the electrode. The long range ordered structure of mesitylene molecules imaged using STM, supports the hypothesis that mesitylene is initially adsorbed on the Au(111) with the benzene ring lying flat on the surface and perpendicular to the Au tip. Thus, long range ordered structure of mesitylene facilitates formation of Au-π-Au junctions. Mesitylene molecules do not have standard anchoring groups providing enough contact to the gold electrode and the only assumable geometry for the molecules in the junction is via direct contact between Au and the π system of the benzene ring in mesitylene. SMC measurements for Au/mesitylene/Au junctions results in a molecular conductance value around 0.125Go, two orders of magnitude higher than the measured conductance of a benzene ring connected via anchoring groups. We attributed this conductance peak to charge transport perpendicular to the benzene ring due to direct coupling between the π system and the gold electrode that happens in planar orientation. The conductance we measured for planar orientation of benzene ring is two order of magnitude larger than conductance of junctions formed with benzene derivatives with conventional linkers. Thus, altering the orientation of a single benzene-containing molecule between the two electrodes from planar orientation to the upright attached via the linkers, results in altering the conductivity in a large order. Based on these findings, by utilizing STM imaging and STM-BJ in an electrochemical environment including potential induced self-assembly formation of terephthalic acid, we designed an electrochemical single molecule switch. Terephthalic acid forms large domains of ordered structure on negatively charged Au(111) surface under negative electrochemical surface potentials with the benzene ring lying flat on the surface due to hydrogen bonding between carboxylic acid groups of neighboring molecules. Formation of long range ordered structure facilitates direct contact between the π system of the benzene ring and the gold electrodes resulting in the conductance peak. On positively charged Au(111), deprotonation of carboxylic acid groups leads to absence of long range ordered structure of molecules with planar orientation and absence of the conductance peak. In this case alternating the surface (electrode) potential from negative to positive charge densities induces a transition in the adlayer structure on the surface and switches conductance value. Hence, electrochemical surface potential can, in principle, be employed as an external stimulus to switch single molecule arrangement on the surface and the conductance in the junction. The observation of conductance switching due to molecule’s arrangement in the junction lead to the hypothesis that for any benzene derivative, an orientation-dependent conductance in the junction due to the contact geometry (i.e. electrode-anchoring groups versus direct electrode-π contact) should be expected. Conventional techniques in fabricating single molecule junctions enable accessing charge transport along only one direction, i.e., between two anchoring groups. However, molecules such as benzene derivatives are anisotropic objects and we are able to measure an orientation-dependent conductance. In order to systematically study anisotropic conductivity at single molecule level, we need to measure the conductance in different and well-controlled orientations of single molecules in the junction. We employed the same EC-STM-BJ set up for SMC measurements and utilize electrochemical potential of the substrate (electrode) as the tuning source to variate the orientation of the single molecule in the junction. We investigated single molecule conductance of the benzene rings with carboxylic acid functional groups in two orientations: one with the benzene ring bridging between two electrodes using carboxylic acids as anchoring groups (upright); and one with the molecule lying flat on the substrate perpendicular to the STM tip (planar). Physisorption of these species on the Au (111) single crystal electrode surface at negative electrochemical potentials results in an ordered structure with the benzene ring in a planar orientation. Positive electrochemical potentials cause formation of the ordered structure with molecules standing upright due to coordination of a deprotonated carboxyl groups to the electrode surface. Thus, formation of the single molecule junction and consequently conductivity measurements is facilitated in two directions for the same molecule and anisotropic conductivity can be studied. In engineering well-ordered two-dimensional (2-D) molecular structures with controlled assembly of molecular species, pH can be employed as another tuning source for the molecular structures and adsorption in experiments conducted in aqueous solutions. Based on simple chemical principles, amine (NH2) groups are hydrogen bond acceptors and donors. Amines are soluble in water and protonation results in protonated (NH3+) and unprotonated (NH2) amine groups in acidic and moderately acidic/neutral solutions, respectively. Thus, amines are suitable molecular building blocks for fabricating 2-D supramolecular structures where pH is employed as a knob to manipulate intermolecular hydrogen bonding leading to phase transitions. We investigated pH induced structural changes in the 1,3,5–triaminobenzene (TAB) monolayer and the formation/disruption of hydrogen bonds between neighboring molecules. Our STM images indicate that in the concentrated acidic solution, the protonated amine groups of TAB are not able to form H-bonds and long range ordered structure of TAB does not form on the Au(111) surface. However, in moderately acidic solution (pH ~ 5.5) at room temperature, protonation on the ring carbon atom generates species capable of forming H-bonds leading to the formation of the long range ordered structures of TAB molecules. Utilizing EC-STM set up, we investigated the controllable fabrication of a TAB 2-D supramolecular structure based on amine-amine hydrogen bonding and effect of pH in formation of ordered/disordered TAB network.<br>Temple University--Theses
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Bouhki, Mohamed. "Amorphisation par réaction à l'état solide dans les multicouches NI/TI." Nancy 1, 1993. http://www.theses.fr/1993NAN10005.
Full textAbstract:
Ce travail concerne l'étude de l'amorphisation par réaction à l'état solide dans les multicouches NI/TI. En premier lieu, les multicouches NI/TI évoluent des que leur température augmente. Le début de l'amorphisation se fait par transformation d'intercouches mixtes par recuit. Ensuite le phénomène se poursuit par dissolution du titane dans le nickel, simultanément avec le phénomène d'amorphisation. Les mesures de résistivité électrique et de diffraction des rayons X permettent de suivre la cinétique d'amorphisation et d'accéder aux coefficients de diffusion. Les valeurs déterminées sont du même ordre de grandeur dans les deux cas. Trois régimes sont mis en évidence: tout d'abord un régime de croissance linéaire contrôlé par réaction à l'interface, puis un régime parabolique contrôlé par diffusion et enfin un ralentissement attribue à un comportement de l'intercouche amorphe en barrière de diffusion
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Zhang, Rongwei. "Novel conductive adhesives for electronic packaging applications: a way towards economical, highly conductive, low temperature and flexible interconnects." Diss., Georgia Institute of Technology, 2011. http://hdl.handle.net/1853/39548.
Full textAbstract:
Isotropically conductive adhesives (ICAs) are promising as a lead-free interconnect material; However, ICAs have a higher resistivity compared to tin/lead solder. The higher resistivity of ICAs results from the large contact resistance between conductive fillers. Several novel approaches to engineer the interface between electrically conductive fillers were studied to develop highly conductive ICAs. Shown in this dissertation are three methodologies to reduce contact resistance: low temperature sintering, fast sintering and in-situ reduction. Furthermore, two approaches, surface modification and in-situ protection, were developed to prevent oxidation and corrosion of silver-coated copper flakes to produce low cost ICAs. The findings and insights in this dissertation significantly contribute to (1) understanding of filler-filler, filler-polymer and structure-property relationships of ICAs; (2) the structural design and formulation of high performance ICAs; and (3) the wider use of ICAs in emerging applications such as printed electronics and solar cells.
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Chen, Peixuan. "Thermal transport through SiGe superlattices." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Chemnitz, 2015. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-159170.
Full textAbstract:
Understanding thermal transport in nanoscale is important for developing nanostructured thermolelectric materials and for heat management in nanoelectronic devices. This dissertation is devoted to understand thermal transport through SiGe based superlattices. First, we systematically studied the cross-plane thermal conductivity of SiGe superlattices by varying the thickness of Si(Ge) spacers thickness. The observed additive character of thermal resistance of the SiGe nanodot/planar layers allows us to engineer the thermal conductivity by varying the interface distance down to ~1.5 nm. Si-Ge intermixing driven by Ge surface segregation is crucial for achieving highly diffusive phonon scattering at the interfaces. By comparing the thermal conductivity of nanodot Ge/Si superlattices with variable nanodot density and superlattices with only wetting layers, we find that the effect of nanodots is comparable with that produced by planar wetting layers. This is attributed to the shallow morphology and further flattening of SiGe nanodots during overgrowth with Si. Finally, the experiments show that the interface effect on phonon transport can be weakened and even eliminated by reducing the interface distance or by enhancing Si-Ge intermixing around the interfaces by post-growth annealing. The results presented in this dissertation are expected to be relevant to applications requiring optimization of thermal transport for heat management and for the development of thermoelectric materials and devices based on superlattice structures<br>Verständnis des thermischen Transport auf Nanoskala ist sowohl grundlegend für die Entwicklung nanostrukturierter Materialien, als auch für Temperaturkontrolle in nanoelektronischen Bauteilen. Diese Dissertation widmet sich der Erforschung des thermischen Transports durch SiGe basierenden Übergittern. Variationen, der Si(Ge) Schichtdicken, wurden zur systematischen Untersuchung der Normalkomponente zur Wachstumsrichtung der Wärmeleitfähigkeit, von SiGe Übergittern, genutzt. Die Beobachtung des additiven Charakters, des thermischen Widerstands, der SiGe Schichten, mit oder ohne Inselwachstum, ermöglicht die Erstellung von Strukturen mit bestimmter Wärmeleitfähigkeiten durch die Variation der Schichtdicken bis zu einer Minimaldistanz zweier Schichtübergänge von ~1.5nm. Die Ge Segregation führt zu einer Vermischung, von Si und Ge, welche eine essentielle Rolle zur diffusen Phononenstreuung spielt. Unsere Untersuchungen, von planaren Übergittern und Übergittern mit variabler Inseldichte, zeigen, dass Inseln und planare Schichten zu einer vergleichbaren Reduktion, der Wärmeleitfähigkeit, führen. Diese Beobachtung lässt sich, sowohl auf die flache Morphologie als auch die Abplattung der SiGe Inseln, aufgrund der Überwachsung mit Si, zurückführen. Die Experimente zeigen außerdem, dass sich der Barriereneffekt, der Schichtgrenzen, durch Reduktion der Schichtabstände und durch verstärkte Vermischung im Bereich der Schichtgrenzen, durch Erhitzung, eliminieren lässt. Die präsentierten Messungen sind sowohl, für die Entwicklung jener Bauteile, die eine Optimierung des thermischen Transports oder Temperaturmanagment erfordern, als auch von thermoelektrischen Matieralien und Bauteilen, basierend auf Übergittern, relevant
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Yao, Yulong. "THERMAL CONDUCTIVITIES OF ORGANIC SEMICONDUCTORS." UKnowledge, 2017. http://uknowledge.uky.edu/physastron_etds/48.
Full textAbstract:
Organic semiconductors have gained a lot of interest due to their ease of processing, low-cost and inherent mechanical flexibility. Although most of the research has been on their electronic and optical properties, knowledge of the thermal properties is important in the design of electronic devices as well. Our group has used ac-calorimetric techniques to measure both in-plane and transverse thermal conductivities of a variety of organic semiconductors including small-molecule crystals and polymer blends. For layered crystals composed of molecules with planar backbones and silylethynyl (or germylethynyl) sidegroups projecting between the layers, very high interplanar thermal conductivities have been observed, presumably implying that heat flows between layers mostly via interactions between librations on these sidegoups.
Since most organic semiconducting devices require materials in thin film rather than bulk crystal form, I have focused on using the “3ω- technique” to measure the thermal resistances of thin films of this class of organic semiconductors, including bis(triisopropylsilylethynyl) pentacene (TIPS-pn), bis(triethylsilylethynyl) anthradithiophene (TES-ADT), and difluoro bis(triethylsilylethynyl) anthradithiophene (diF-TES-ADT). For each material, several films of different thicknesses have been measured to separate the effects of intrinsic thermal conductivity from interface thermal resistance. For sublimed films of TIPS-pn and diF-TES-ADT, with thicknesses ranging from less than 100 nm to greater than 4 μm, the thermal conductivities are similar to those of polymers and over an order of magnitude smaller than those of single crystals, presumably reflecting the large reduction in phonon mean-free path due to disorder in the films. On the other hand, the thermal resistances of thin (≤ 205 nm) crystalline films of TES-ADT, prepared by vapor-annealing of spin-cast films, are dominated by their interface resistances, possibly due to dewetting of the film from the substrate during the annealing process.
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Tyagi, Sidhanth. "Objects interacting with a solidification front." Electronic Thesis or Diss., Université Paris sciences et lettres, 2020. http://www.theses.fr/2020UPSLS025.
Full textAbstract:
L’interaction du front de solidification avec des objets (gouttelettes, bulles, particules ou cellules biologiques) est unphénomène courant rencontré dans une multitude de situations, allant des procédés industriels aux événements naturels, tels que la formation de glace de mer, la croissance de monocristaux, la métallurgie, la cryobiologie, l’ingéniériealimentaire ou la purification de l’eau. Ces processus, pourtant bien identifiés, sont complexes et une compréhensionapprofondie reste à développer. Les objets (rigides ou déformables) peuvent avoir différents comportements lors de leurrencontre avec un front de solidification en mouvement. Le front peut intégrer l’objet, le piégeant dans le cristal en croissance, ou le repousser. Les conséquences de cette interaction ont un impact sur la microstructure finale et déterminentnotamment les propriétés structurelles et fonctionnelles du matériau solidifié. En outre, la plupart de ces phénomènesse produisent en présence de solutés (ou d’impuretés), qui peuvent être ségrégés à l’interface lors de la solidification.Dans cette étude, nous analysons l’interaction d’objets sphériques déformable (gouttelettes et bulles) ou de particulesrigides avec une front de solidification eau-glace en mouvement. La microscopie cryo-confocale permet une imagerierapide in situ de la croissance des cristaux de glace, de la phase liquide et de la dynamique des objets qui rencontrentle front de solidification. Nous décrivons l’impact de la concentration des solutés (ou des impuretés) et leur influencesur la géométrie de l’interface, la dynamique des objets et la microstructure de solidification. Nous explorons plusieursaspects importants des interactions de particules multiples dans des systèmes réalistes et discutons des conséquencesde la redistribution des particules par rapport aux systèmes idéaux décrits dans les modèles physiques précédemmentdéveloppés. Nos résultats montrent comment une concentration croissante de soluté dans le liquide et sa ségrégationlors de la solidification peuvent modifier de façon spectaculaire la nature attendue des interactions entre l’objet et lefront et les microstructures de solidification. La congélation des suspensions par microscopie cryo-confocale peut servird’analogue pour étudier l’interaction in situ d’objets avec une front de solidification en mouvement<br>The interaction of solidification fronts with objects (droplets, bubbles, particles, or biological cells) is a common phenomenon encountered in a plethora of situations, ranging from industrial to natural occurrences, such as the formation ofsea ice, growth of single crystals, metallurgy, cryobiology, food science, and filtration or water purification. The process,though well-known, is complex and an unambiguous quantification of the mechanisms in situ is yet to be developed. Theobjects (soft or hard) can have diverse outcomes owing to their confrontation with an advancing solid-liquid interface. Thefront can engulf the object, trapping it into the growing crystal, or the front can repel the object, pushing it ahead of itself.The consequences of this interaction impacts the final microstructure and hence, determines the structural as well asfunctional properties of the solidified material. Furthermore, many of these phenomena occur in the presence of solutes(or impurities), which can segregate at the interface during the growth of a solid. In this study, we analyse the interactionof spherical soft objects (droplets and bubbles) and rigid particles with an approaching ice-water interface. Our customcryo-confocal microscopy setup enables a rapid imaging of the growth of ice crystals, the liquid phase, and the dynamicsof objects encountering the solidification front. We depict the impact of solute (or impurity) concentration and their influence on the interface geometry, object dynamics, and the solidified microstructure. We explore several important aspectsof multiple particle interactions in realistic systems and discuss the consequences of particle redistribution in comparisonto the ideal systems considered by the past physical models. Our results demonstrate how an increasing concentration ofsolute in the bulk liquid and their subsequent segregation can dramatically alter the predicted nature of object-front interactions and the solidification microstructures. We suggest that the freezing of suspensions using cryo-confocal microscopymay serve as an analogue for studying the in situ interaction of foreign objects with a moving solid-liquid interface
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Allongue, Philippe. "Etude de l'interface gaas/electrolyte : apport des mesures de photocapacite et des modifications de surface par depot electrolytique de metaux." Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066017.
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Kadiroglu, Umut. "Polymer electrolyte/electrode interfaces." Thesis, University of Southampton, 1999. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.302347.
Full text
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Chen, Peixuan. "Thermal transport through SiGe superlattices." Doctoral thesis, Universitätsverlag der Technischen Universität Chemnitz, 2014. https://monarch.qucosa.de/id/qucosa%3A20177.
Full textAbstract:
Understanding thermal transport in nanoscale is important for developing nanostructured thermolelectric materials and for heat management in nanoelectronic devices. This dissertation is devoted to understand thermal transport through SiGe based superlattices. First, we systematically studied the cross-plane thermal conductivity of SiGe superlattices by varying the thickness of Si(Ge) spacers thickness. The observed additive character of thermal resistance of the SiGe nanodot/planar layers allows us to engineer the thermal conductivity by varying the interface distance down to ~1.5 nm. Si-Ge intermixing driven by Ge surface segregation is crucial for achieving highly diffusive phonon scattering at the interfaces. By comparing the thermal conductivity of nanodot Ge/Si superlattices with variable nanodot density and superlattices with only wetting layers, we find that the effect of nanodots is comparable with that produced by planar wetting layers. This is attributed to the shallow morphology and further flattening of SiGe nanodots during overgrowth with Si. Finally, the experiments show that the interface effect on phonon transport can be weakened and even eliminated by reducing the interface distance or by enhancing Si-Ge intermixing around the interfaces by post-growth annealing. The results presented in this dissertation are expected to be relevant to applications requiring optimization of thermal transport for heat management and for the development of thermoelectric materials and devices based on superlattice structures.<br>Verständnis des thermischen Transport auf Nanoskala ist sowohl grundlegend für die Entwicklung nanostrukturierter Materialien, als auch für Temperaturkontrolle in nanoelektronischen Bauteilen. Diese Dissertation widmet sich der Erforschung des thermischen Transports durch SiGe basierenden Übergittern. Variationen, der Si(Ge) Schichtdicken, wurden zur systematischen Untersuchung der Normalkomponente zur Wachstumsrichtung der Wärmeleitfähigkeit, von SiGe Übergittern, genutzt. Die Beobachtung des additiven Charakters, des thermischen Widerstands, der SiGe Schichten, mit oder ohne Inselwachstum, ermöglicht die Erstellung von Strukturen mit bestimmter Wärmeleitfähigkeiten durch die Variation der Schichtdicken bis zu einer Minimaldistanz zweier Schichtübergänge von ~1.5nm. Die Ge Segregation führt zu einer Vermischung, von Si und Ge, welche eine essentielle Rolle zur diffusen Phononenstreuung spielt. Unsere Untersuchungen, von planaren Übergittern und Übergittern mit variabler Inseldichte, zeigen, dass Inseln und planare Schichten zu einer vergleichbaren Reduktion, der Wärmeleitfähigkeit, führen. Diese Beobachtung lässt sich, sowohl auf die flache Morphologie als auch die Abplattung der SiGe Inseln, aufgrund der Überwachsung mit Si, zurückführen. Die Experimente zeigen außerdem, dass sich der Barriereneffekt, der Schichtgrenzen, durch Reduktion der Schichtabstände und durch verstärkte Vermischung im Bereich der Schichtgrenzen, durch Erhitzung, eliminieren lässt. Die präsentierten Messungen sind sowohl, für die Entwicklung jener Bauteile, die eine Optimierung des thermischen Transports oder Temperaturmanagment erfordern, als auch von thermoelektrischen Matieralien und Bauteilen, basierend auf Übergittern, relevant.
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Wang, Yifeng, Kyu Hyoung Lee, Hiromichi Ohta, and Kunihito Koumoto. "Thermoelectric properties of electron doped SrO(SrTiO3)n (n=1,2) ceramics." American Institite of Physics, 2009. http://hdl.handle.net/2237/12629.
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Ouellette, Daniel Gerald. "Dynamical conductivity of strongly correlated electron systems at oxide interfaces." Thesis, University of California, Santa Barbara, 2014. http://pqdtopen.proquest.com/#viewpdf?dispub=3602181.
Full textAbstract:
<p> The Mott metal-insulator transition (MIT) in transition-metal complex oxides results from strong electron-electron interactions and is accompanied by a rich spectrum of phenomena, including magnetic, charge, and orbital ordering, superconductivity, structural distortions, polarons, and very high-density 2-dimensional interface electron liquids. Recent advances in oxide heteroepitaxy allow interface control as a promising new approach to tuning the exotic properties of materials near the quantum critical point, with potential application to technologies including phase-change electronics, high power transistors, and sensors. The dynamical conductivity of oxide heterostructures is measured using a combination of terahertz time-domain spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, and dc magnetotransport. The rare-earth nickelates <i> R</i>NiO<sub>3</sub> (<i>R</i> = La, Nd...) exhibit a temperature and bandwidth controlled MIT in bulk. Measurements of the Drude response in epitaxial thin films provide quantification of the strain-dependent mass enhancement in the metallic phase due to strong correlations. Reduction of LaNiO<sub> 3</sub> film thickness leads to additional mass renormalization attributed to structural distortions at the heteroepitaxial interface, and an MIT is observed depending on the interfacing materials in coherent perovskite heterostructures. The rare-earth titanates <i>R</i>TiO<sub>3</sub> exhibit a bandwidth and band filling controlled Mott MIT. Furthermore, the heterointerface between Mott insulating GdTiO<sub>3</sub> and band insulating SrTiO<sub>3</sub> exhibits a 2-dimensional itinerant electron liquid, with extremely high sheet densities of 3 × 10<sup>14</sup> cm<sup>-2</sup>. The dynamical conductivity of the interface electrons is analyzed in terms of subband-dependent electron mobility and the established large polaron dynamics in bulk SrTiO<sub>3</sub>. Additional confinement of the electron liquids is achieved by decreasing the SrTiO<sub>3</sub> layer thickness, with attendant increase in the dynamical mass. Taking the confinement to its extreme limit, a single (GdO)<sup> +</sup> plane in Mott insulating GdTiO<sub>3</sub> is replaced with a (SrO)<sup> 0</sup> plane. This is equivalent to "delta-doping" the Mott insulator with an extremely high density sheet of holes. The transport and absorption in the resulting two-dimensional insulator are consistent with a simple model of small polaron hopping. A comparison is made to similar features in the conductivity of randomly doped Sr<sub>1-x</sub>Gd<sub>x</sub>TiO<sub>3</sub> films.</p>
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Theys, Bertrand. "Photoelectrochimie du seleniure d'indium." Paris 7, 1987. http://www.theses.fr/1987PA077165.
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Klittich, Mena R. "Surface Interactions with Hierarchical Nanostructures: From Gecko Adhesion to Thermal Behavior." University of Akron / OhioLINK, 2017. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=akron1499440265902425.
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Gamon, Jacinthe. "Dopage et interfaces optimisés de semiconducteurs : étude de deux systèmes complémentaires BiCuOS et ZnO." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066164.
Full textAbstract:
Le domaine émergeant de l’électronique imprimée nécessite de nouveaux matériaux peu coûteux et non toxiques pour réaliser de nombreux systèmes tels que des circuits logiques, des capteurs, des affichages, des thermoélectriques ou même du photovoltaïque sur substrat souple. Il s’agit aussi d’optimiser le fonctionnement de couches granulaires de semiconducteurs de type n et p.BiCuOS a été identifié comme un semiconducteur de type p possédant des propriétés intéressantes. Cependant, sa forte sous stoechiométrie en cuivre induit un dopage de type p trop élevé qui nuit à ses propriétés semiconductrices. De plus, comme la plupart des composés à base de chalcogénures, BiCuOS se décompose lors d’un frittage, et ne peut être densifié thermiquement. Dans le but d’optimiser des couches minces de BiCuOS, des solutions doivent ainsi être trouvées pour i) réduire le taux de dopage ; ii) obtenir de bonnes mobilités dans des couche peu denses. De nombreuses substitutions chimiques ont été essayées telles que celle du soufre par l’iode et celle du cuivre par l’argent. Ces substitutions ont permis de réduire fortement le taux de porteurs de charge. D’autre part, nous avons étudié l’effet du greffage de molécules à la surface des grains de semiconducteurs sur la conduction électronique. Des molécules conjuguées (acides téréphtaliques substitués) et des polymères dérivés des polythiophènes ont été adsorbés à la surface d’un semiconducteur modèle de type n, ZnO. L’amélioration du transfert électronique intergranulaire a été expliquée par le saut des électrons au travers de la LUMO de ces molécules.L’élaboration d’encres de particules semiconductrices stabilisées par de telles molécules a permis la fabrication par voie liquide de jonctions diodes p-n ZnO/BiCuOS avec de bonnes performances malgré l’absence de propriétés photovoltaïques. Plus largement, ce travail est une contribution à la mise en forme de nouveaux systèmes d’électronique hybride par voie de chimie douce, dont le développement permettrait la commercialisation de technologies plus respectueuses de l’environnement<br>The emerging domain of printed electronics requires new cheap and non-toxic materials for applications such as logic devices, sensors, displays, thermoelectric and photovoltaic devices. It also requires optimizing the conduction in granular semiconductors. BiCuOS has been identified as a promising p-type semiconductor for such applications. However, its high copper under-stoichiometry, induces an important p-type doping, which is detrimental for its use as a photovoltaic absorber. Moreover, like all chalcogenide based materials, it shows a poor chemical stability during sintering, thermal treatment necessary to enhance transport properties. In order to optimize its properties, solutions must be found i) to control the doping content, ii) to obtain good charge carrier mobilities in thin films. On the one hand, we have explored different kinds of substitutions such as iodine for sulfur or silver for copper, which successfully enabled to strongly reduce the charge carrier density. On the other hand, we have studied the effect of grafting conjugated molecules (terephthalic acid and polythiophene derivatives) onto the surface of a model n-type semiconductor (ZnO) to study their effect on the intergranular transport. Electronic transfer improvement occurs by transfer though a lowered energy barrier formed by the LUMO of the molecules. The formulation of optimized inks using these molecules as additives allowed the thin film deposition of p-n diodes formed with ZnO/BiCuOS. Although no photovoltaic effect has been detected yet, the p-n junctions showed high nonlinear properties and are strongly photosensitive. With this work, we have participated to the elaboration of new sulfides and hybrid interfaces systems for the improvement of semiconductor devices. The development of such hybrid electronic devices through soft chemistry method is a valuable step towards the commercialization of sustainable technologies
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Batkam, Hemo Serge. "Thermique multidomaines en simulation numérique du remplissage 3D." Paris, ENMP, 2002. http://www.theses.fr/2002ENMP0001.
Full textAbstract:
Du fait des caractéristiques spécifiques des polymères fondus (forte dissipation d’énergie mécanique, faible conductivité thermique, thermodépendance de la viscosité, chocs thermiques aux parois du moule), la modélisation et la résolution du problème thermique constituent un enjeu majeur dans la simulation numérique du procédé d’injection. Pour s’affranchir des problèmes d’instabilités engendrés par les approches de Galerkin standard, nous avons proposé dans ce travail une méthode originale basée sur une technique d’éléments finis espace-temps discontinus. L’interpolation spatiale consiste en l’utilisation d’éléments mixtes de bas ordre P0/P0+ en température/flux de chaleur. En temps, la température et le flux sont interpolés par des polynômes de degré n. La formulation spatio-temporelle résultante est locale et facile à implémenter. Elle a révélé de bonnes propriétés de stabilité, de robustesse, et est apparue efficace pour traiter simultanément des problèmes à convection dominante et des problèmes à diffusion dominante. Rapide, elle a permis de réduire considérablement les temps de calcul par rapport aux approches explicites. Une difficulté supplémentaire pour prédire correctement les transferts thermiques dans le polymère est la détermination de conditions aux limites réalistes à la paroi de la cavité. D’où l’intérêt de les repousser plus loin, à l’extérieur des outillages ou dans les canaux de régulation. Nous avons proposé un schéma numérique qui permet de prendre en compte la thermique des domaines environnants la cavité (approche multidomaines). Ce schéma ne nécessite pas la coïncidence des maillages à l’interface entre les différents domaines. Un traitement spécial aux interfaces permet de gérer naturellement les échanges thermiques entre deux domaines en contact, sans qu’il soit nécessaire de spécifier un coefficient de transfert à l’interface. L’ensemble des méthodes numériques développées ont été validées sur des solutions analytiques, puis implémentées dans le solveur thermique du logiciel REM3D®. Plusieurs exemples de remplissage 3D complexes, incluant un couplage thermomécanique dans la cavité, et éventuellement une thermique du moule et des inserts dans la cavité (injection/surmoulage) sont proposés<br>Solving the thermal problem is a key point for the numerical simulation of injection molding. The main causes of the numerical difficulties encountered by classical Galerkin techniques are the specific characters of molten polymers: high energy dissipation, low thermal conductivity, thermal shocks at the mold wall, thermal dependence of rheology. In this contribution, we have developed a space-time finite element method to solve the heat equation. A discontinuous Galerkin technique using P0/P0+ elements is proposed for the steady problem. The transient problem is treated with a discontinuous high order finite element in time method. The so-built scheme is local and easy to implement. It reveals good properties of stability, robustness and speed. Its appears to be efficient both for convection dominant and diffusion dominant equations, and is therefore suitable for injection molding process. Another difficulty when modelling the thermal exchanges in the polymer is to define accurate boundary conditions at the cavity frontier. We have investigated a numerical scheme which allows to couple the computations in the polymer with thermal computations in domains surrounding the cavity (multidomain approach). This scheme does not require coincident meshes between the domains. A specific processing at the interfaces guarantees natural thermal exchanges between two domains in contact, with no regard of any particular heat exchange coefficient specified at the interface. All the proposed methods have been validated through analytic examples, then integrated to the thermal solver of REM3D® software. Several examples of complex 3D mold filling, including thermomechanical coupling in the cavity, and possibly thermal coupling in the mold or in inserts (overmolding injection process) are given
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Alaili, Kamal. "Transport de chaleur dans les nano-couches minces excitées par une source laser d'intensité modulée." Thesis, Poitiers, 2019. http://www.theses.fr/2019POIT2314.
Full textAbstract:
Ce travail, divisé en deux parties principales, porte sur l’étude du transport de chaleur dans les nano-couches excitées par une source laser d'intensité modulée. Dans la première partie, nous exploitons la solution analytique de l’équation de transport de Boltzmann appliquée aux phonons pour décrire les variations de la température et du flux de chaleur dans les films minces diélectriques excités par un laser d’intensité modulée. Cette dernière solution nous permet de modéliser le comportement de la résistance thermique d’interface (RTI) entre deux couches diélectriques en fonction de la nature du régime du transport des phonons et de la fréquence de modulation. Dans le régime stationnaire, nous montrons que cette résistance d’interface présente un caractère non-intrinsèque et asymétrique par rapport aux propriétés des deux couches. En plus, elle devient très importante quand le régime du transport des phonons est balistique. Nos résultats sont en bon accord avec le modèle DMM dans le régime balistique, tandis que l’écart entre les deux modèles ne dépasse pas 16% dans le régime diffusif. Cependant, en régime dynamique, la RTI atteint son maximum à une fréquence caractéristique dans la limite diffusive. L’expression de cette fréquence caractéristique pourrait servir à déterminer le libre parcours moyen et le temps de relaxation des phonons dominants de la couche d’épaisseur finie en comparant les données expérimentales aux résultats théoriques. Dans la seconde partie, nous proposons trois différentes méthodes pour extraire simultanément la diffusivité et la conductivité thermiques d’une couche finie en se basant sur l’équation de la chaleur de Fourier. L’idée est d’utiliser l’expression exacte du profil de température à la face avant lorsque celle-ci est excitée par un flux thermique modulé, tandis que la face arrière peut être maintenue à trois différentes conditions : température modulée, flux thermique modulé où température constante. Nous déterminons les expressions des fréquences de modulation auxquelles le profil de température atteint ses premiers maximum et minimum. La combinaison de ces fréquences caractéristiques avec le rapport entre les premiers maximum et minimum de la température, conduit ainsi à la détermination de la diffusivité et de la conductivité thermiques<br>This work, separated into two main parts, deals with the study of heat transport in nano-layers excited by a laser beam with modulated intensity. In the first part, we exploit the analytical solution of the phonon Boltzmann transport equation to describe the variations of temperature and heat flux in thin dielectric films excited by a laser beam of modulated intensity. This last solution allows us to model the behavior of the interface thermal resistance (ITR) between two dielectric layers according to the nature of the phonon transport regime and the modulation frequency. In the steady state regime, we show that this interface resistance has a non-intrinsic and asymmetric character with regard to the two layers properties. In addition, it becomes very important when the phonon transport regime is ballistic. Our results are in good agreement with the DMM in the ballistic regime, while they differ by about 16% in the diffusive regime. However, in the dynamical regime, we mainly show that in the diffusive regime, the ITR reaches a maximum at a characteristic modulation frequency. The expression of this characteristic frequency can thus be used to determine the dominant phonons mean free path and relaxation time through the comparison of the theoretical model and the experimental data. In the second part, we propose three different ways to extract simultaneously the thermal diffusivity and conductivity of a finite layer based on the Fourier heat equation. The idea is to use the exact expression of the temperature profile at the front surface of the thin layer when the latter is excited by a periodic heat flux, while the rear surface can be maintained at one of three different types of boundary conditions: modulated periodic heat flux, modulated temperature, or constant temperature. We determine the expressions of the modulation frequencies at which the front surface temperature reaches its first maximum and first minimum. The combination of these characteristic frequencies with the ratio between the first maximum and the first minimum of the temperature, thus leads to the determination of the diffusivity and thermal conductivity
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Verdier, Maxime. "Effet de l’orientation et de l’état des surfaces/interfaces sur les propriétés thermiques des semi-conducteurs nano-structurés." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0138/document.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l'étude du transport de chaleur dans le Silicium cristallin nanostructuré et l’effet de l’amorphisation. La conductivité thermique de diverses nanostructures est calculée à l'aide de deux méthodes numériques : la Dynamique Moléculaire et la résolution de l'équation de transport de Boltzmann par technique Monte Carlo. Les matériaux contenant des nanopores sphériques sont d'abord examinés et l'importance de la densité de surfaces de diffusion est mise en évidence. Puis des nanofilms à pores cylindriques périodiques, souvent appelés cristaux phononiques, sont étudiés. La densité d'états calculée par Dynamique Moléculaire ne montre pas de modifications majeures des propriétés des porteurs de chaleur (phonons). En revanche, les résultats montrent que l'orientation des surfaces, la disposition des pores ou la présence d’une couche de silicium oxydé ou amorphisé peuvent jouer un rôle important pour la dissipation de la chaleur. Ensuite, le transport de chaleur dans les nanofils est étudié, notamment l'évolution radiale de la conductivité thermique. Cette dernière est maximale au centre des nanofils et décroît en s'approchant de la surface du nanofil. Des structures composées de nanofils interconnectés, appelées réseaux de nanofils, sont également étudiées; elles possèdent des conductivités extrêmement basses. Enfin, l'effet de la rugosité et de l'amorphisation des surfaces sur le transport thermique est analysé pour différents types de nanostructures. Ces deux derniers phénomènes contribuent fortement à la réduction de la conductivité thermique, qui peut prendre des valeurs très basses en gardant une fraction cristalline importante. Cela ouvre de nouvelles perspectives pour le contrôle de cette propriété à travers le design des matériaux<br>This study deals with heat transport in crystalline nanostructured silicon and the impact of amorphization. The thermal conductivity of various nanostructures is computed with two numerical methods: Molecular Dynamics and Monte Carlo resolution of the Boltzmann transport equation. First, materials with spherical nanopores are investigated and the importance of the surface density is highlighted. Then, nanofilms with periodic cylindrical pores, often called phononic crystals, are studied. The density of states computed with Molecular Dynamics does not show major modifications of the heat carriers (phonons) properties. However, results show that the surfaces orientation, the pore distribution and the existence of native oxide or amorphous layers may have an important impact on the thermal conductivity. Then, heat transport in nanowires is studied, in particular the radial evolution of the thermal conductivity. The latter one is maximum at the center of the nanowire and decreases when approaching the nanowire surface. Structures made from interconnected nanowires, called nanowire networks, are also studied; they have an extremely low thermal conductivity. Finally, the impact of the roughness and amorphization of the surfaces on thermal transport is analyzed for different types of nanostructures. The two latter phenomena contribute strongly to the reduction of the thermal conductivity, which can reach very low values while keeping an important crystalline fraction.It opens new perspectives for the control of this property with material designing
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Gabouze, Noureddine. "Etude photoelectrochimique de gaas(n) et si(n) en milieu non aqueux ch::(3)oh et ch::(3)cn : etude et realisation de cellules photoelectrochimiques minces." Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066242.
Full textAbstract:
L'etude electrochimique et photoelectrochimique des jonctions semiconducteur-electrolyte non aqueux (ch::(3)oh et ch::(3)cn) de gaas et si permet de mettre en evidence les proprietes de surface de ces materiaux. Realisations des cellules minces (pec), gaas(ch::(3)oh)sno::(2) montrent des rendements de conversion de l'ordre de 12 a 13%
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Chauhan, Vinay Singh. "Impact of Nanoscale Defects on Thermal Transport in Materials." The Ohio State University, 2020. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1586440154974469.
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Streb, Fabian. "Novel materials for heat dissipation in semiconductor technologies." Eigenverlag, 2018. https://monarch.qucosa.de/id/qucosa%3A23536.
Full textAbstract:
Thermal management is a major bottleneck for the next-but-one generation of semiconductor devices, especially the performance of SiC and GaN devices is limited by heat dissipation. This thesis evaluates four new packaging concepts with regards to thermal management: Diamond based substrates, phase change materials, Cu-Graphene composite films and anisotropic heat dissipation. Anisotropic heat dissipation is shown to be the most auspicious concept. A metal-matrix composite baseplate for a high performance power module using annealed pyrolytic graphite is created and evaluated. The baseplate shows a locally increased heat dissipation compared to a plain metal baseplate by 30 %. Furthermore, the thermal contact between device (baseplate) and cooler is of high importance. A study of different characterization methods for thermal interface materials is performed and a new method for the quantification of the thermal contact conductance is presented. The study shows that a combination of several methods is necessary so that the complete picture of heat dissipation performance of thermal interface materials becomes apparent. The new developed method allows to select the perfect thermal grease for a given combination of device and cooler.<br>Wärmemanagement ist eine große Herausforderung sowohl für aktuelle als auch für zukünftige Halbleiterprodukte. Speziell die nächste Produktgeneration mit SiC oder GaN
Chips benötigen neue Entwärmungskonzepte, um ihr volles Potential bezüglich höherer Stromstärken zu entfalten. In dieser Arbeit wurden vier neuartige Konzepte erforscht: Diamant basierte Substrate, Phasen-Wechsel-Materialien, Cu-Graphene Kompositschichten und anisotrope Entwärmung. Es zeigte sich, dass anisotrope Entwärmung das vielversprechendste Konzept ist. Als Demonstrator wurde eine Bodenplatte mit thermisch pyrolytischen Graphiteinleger für ein Leistungsmodul gefertigt. Sie zeigt eine lokale Erhöhung der Entwärmung von 30 %. Weiter ist der thermische Kontakt zwischen Bauteil und Kühler sehr wichtig. Verschiedene Charakterisierungsmethoden für thermische Schnittstellen-Materialien wurden verglichen. Dieser Vergleich zeigt, dass eine Kombination verschiedener Methoden notwendig ist, um ein vollständiges Bild über die
Leistungsfähigkeit solcher Materialien zu gewinnen. Eine neue Messmethode wurde entwickelt, um die thermische Kontakt-Leitfähigkeit zu messen. Diese neue Methode
ermöglicht es, die beste Wärmeleitpaste für eine vorgegebene Kombination aus Produkt und Kühleroberfläche zu identifizieren.
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Daniels-Hafer, Carrie Lynn. "Electrochemical tuning of charge transport at inorganic semiconductor doped conjugated polymer interfaces through manipulation of electrochemical potential /." view abstract or download file of text, 2004.
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Thesis (Ph. D.)--University of Oregon, 2004.<br>Typescript. Includes vita and abstract. Includes bibliographical references (leaves 185-196). Also available for download via the World Wide Web; free to University of Oregon users.
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Glacet, Jean-Yves. "Proprietes electroniques des intefaces si : :(3)n::(4)/si et sin::(x)/gainas." Toulouse, INSA, 1986. http://www.theses.fr/1986ISAT0034.
Full textAbstract:
Etude du comportement electronique des interfaces. Mise en evidence d'une forte densite de charges dans le nitrure d'un pic de densite d'etats d'interface et d'une dependance de la dispersion en frequence des pics de conductance avec ces densites. Discussion de la validite des modeles theoriques
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Martin, Justin J. "Construction of self-assembled inorganic interfaces as a method for tuning conducting polymer thin film sheet conductivity." Diss., Online access via UMI:, 2007.
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Derouiche, Abdelouahed. "Contribution à l'étude des microémulsions comme agents de transfert : application au transport d'ions métalliques et mécanismes des transferts liquide-liquide." Nancy 1, 1990. http://www.theses.fr/1990NAN10427.
Full textAbstract:
Des microémulsions à base d'AOT ou de tensioactifs non ioniques (type WII) sont utilisées comme véhicule pour transporter des solutes (picrate de potassium, sels de nickel) entre deux interfaces liquide-liquide. On examine un certain nombre de paramètres qui influent sur le flux de soluté transporté et on montre que les différents mécanismes de transfert sont possibles suivant la nature du tensioactif. On étudie de plus le transport d'ions métalliques à travers les membranes liquides couplant les micro-gouttelettes avec un extractant lipophile (Kelex 100). Enfin on montre que la solubilisation maximum d'eau salée dans les systèmes AOT/décane est correlée avec un phénomène de percolation de conductivité
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Gourba, Emmanuel. "Elaboration et caractérisation physicochimique et électrochimique de couches minces de YSZ et de CGO en vue de leur utilisation comme électrolyte des piles à combustible à oxyde solide." Paris 6, 2004. http://www.theses.fr/2004PA066138.
Full text
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Settembre, Antonio. "Failure analysis of HVDC cable joint interfaces." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2021. http://amslaurea.unibo.it/24677/.
Full textAbstract:
Negli ultimi anni l’impiego sempre più diffuso di energie rinnovabili e la necessità di una rete sempre più robusta ed interconnessa ha reso fondamentale l’impiego di linee in HVDC. All'interno di queste linee i componenti più soggetti a guasti sono giunti e terminali, i quali presentano una zona particolarmente critica: la zona interfacciale. Quest’ultima è soggetta ad un elevato campo elettrico tangenziale, il quale cambia la sua distribuzione a seconda di vari fattori.
Questo lavoro ha dunque come obiettivo quello di indagare a fondo su tale zona, per scoprirne i meccanismi di guasto e per trovare dei marker diagnostici per poter perfezionare il design dei giunti e monitorare il loro stato.
L'analisi è stata svolta utilizzando elettrodi con profilo Rogowski sputterati su dei fogli di XLPE ed inseriti in apposite presse meccaniche. Sono state svolte due tipologie di prove: una in cui si è misurata la conducibilità dei provini a vari campi elettrici e una in cui si è monitorato la carica di spazio accumulata all’interno dei provini; l’attività di scariche parziali è stata monitorata durante entrambe le prove.
Tra i possibili marker diagnostici di pre-breakdown non è stata rilevata l’utilità del monitoraggio di scariche parziali, che sembrano poter essere escluse dai meccanismi di guasto. Si nota d’altro canto un importante contributo della ridistribuzione di carica all’interno del provino, che deforma notevolmente il campo elettrico al suo interno, ed è responsabile di un forte aumento di conducibilità qualche ora prima del breakdown; venendo quindi proposto come possibile parametro di monitoraggio.
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Sahli, Salah. "Etude du comportement electrique de films minces de gaas amorphes ou polycristallins elabores par depots en phase vapeur ou par plasma a partir d'organometalliques." Toulouse 3, 1986. http://www.theses.fr/1986TOU30049.
Full textAbstract:
Des films de gaas polycristallin ont ete realises par depot en phase vapeur, a partir de molecules organometalliques. L'auteur a montre que les proprietes electriques de ce materiau semiconducteur sont controlees par les joints de grains. Une densite d'etats de surface uniforme entre les grains a ete mise en evidence. L'introduction entre les grains d'une phase amorphe de type si::(y)c::(1-y) modifie le mode de conduction. La resistivite des films augmente ou diminue suivant la valeur de la concentration de si::(y)c::(1-y). Un depot par plasma froid a partir des memes molecules que celles utilisees precedemment, conduit a un materiau amorphe polymerique. Celui-ci est compose d'atomes de gallium et d'arsenic. Ses proprietes electriques sont plutot celles d'un isolant que celles d'un semiconducteur. Enfin, il a ete montre qu'un film contenant des atomes de ga et d'as peut etre utilise pour la passivation de la surface de substrats de gaas monocristallin