Dissertations / Theses on the topic 'Malédiction de la dimensionnalité'

En imagerie hyperspectrale, les volumes de données acquises atteignent souvent le gigaoctet pour une seule et même scène observée. De ce fait, l’analyse de ces données au contenu physique complexe passe obligatoirement par une étape préliminaire de réduction de la dimensionnalité. Cette réduction a un double objectif, le premier consiste à réduire la redondance et le second permet de faciliter les traitements postérieurs (extraction, classification et reconnaissance de formes) et donc l’interprétation des données. La classification automatique est une étape importante du processus d’extraction de connaissances à partir des données. Elle vise à découvrir la structure intrinsèque d’un ensemble d’objets en formant des regroupements qui partagent des caractéristiques similaires. Dans cette thèse, nous nous intéressons à la réduction de dimension dans le cadre de la classification non supervisée des bandes spectrales. Différentes approches existent, comme celles basées sur la projection (linéaire ou non-linéaire) des données de grandes dimensions sur des sous-espaces de représentation bien choisis ou sur les techniques de sélection de bandes spectrales exploitant des critères de complémentarité-redondance d’information qui ne permettent pas de préserver toute la richesse de l’information apportée par ce type de données
In hyperspectral imaging, the volumes of data acquired often reach the gigabyte for a single scene observed. Therefore, the analysis of these data complex physical content must go with a preliminary step of dimensionality reduction. Therefore, the analyses of these data of physical content complex go preliminary with a step of dimensionality reduction. This reduction has two objectives, the first is to reduce redundancy and the second facilitates post-treatment (extraction, classification and recognition) and therefore the interpretation of the data. Automatic classification is an important step in the process of knowledge extraction from data. It aims to discover the intrinsic structure of a set of objects by forming groups that share similar characteristics. In this thesis, we focus on dimensionality reduction in the context of unsupervised classification of spectral bands. Different approaches exist, such as those based on projection (linear or nonlinear) of high-dimensional data in a representation subspaces or on the techniques of selection of spectral bands exploiting of the criteria of complementarity-redundant information do not allow to preserve the wealth of information provided by this type of data

Les oxydes de basse dimensionnalité présentent un intérêt scientifique croissant de par leurs propriétés magnétiques étonnantes : transition métamagnétique, aimantation en plateau…. Outre la compréhension de la nature de ces phénomènes, l’intérêt qui émerge concerne les propriétés indirectement associées à l’aimantation particulière de ces systèmes qui peuvent s’inscrire dans le champ de la « spintronique » ou du stockage. Nos travaux, en amont, concernent la synthèse et l’étude de nouveaux composés, essentiellement des oxydes de basses dimensions, qui amènent un regard nouveau sur le contexte de ce magnétisme particulier. L’objectif de cette thèse a donc été de préparer et de caractériser de nouveaux composés inédits, mais également de résoudre les relations structure-propriétés parfois complexes. Les résultats obtenus via un travail de synthèse réfléchi, ont permis d’identifier des systèmes chimiques favorables à la réalisation de matériaux de basse dimensionnalité magnétique. Plusieurs phases inédites aux propriétés remarquables ont pu être identifiées. Il est clair que l’ensemble des comportements observés, 2D-Ising-FM, SCM, plateaux d’aimantation, extrusion réversible, sont tous relativement originaux et nous ont conduit à des avancées importante dans la compréhension du magnétisme de sous-unités en faible interaction
Low-dimensional oxides with disconnected magnetic units are of increasing interest due the peculiar properties and the versatile interplay between individual magnetic moments into an external magnetic field: metamagnetic transition, magnetization steps…. In addition to understanding these phenomena, the importance of this type of compounds is also emerging properties indirectly related to the specific magnetization of these systems that can be part of the field of "spintronic". Our work, upstream, is the synthesis and study of new compounds, mainly low dimensional oxides, which bring a new vision on such properties, due to their particular magnetic behaviors. The aim of this thesis was therefore to prepare and characterize novel compounds, but also to solve the structure-properties relationship. The results obtained through a work of reflected synthesis, have identified chemical systems favorable to the realization of low-dimensional magnetic materials. Several new phases with specific properties have been identified. It is clear that all the observed behaviors: 2D Ising-FM, SCM, magnetization step, reversible extrusion are relatively original and have led to important advances in the understanding of magnetism of weakly interacting subunits

Les oxydes de basse dimensionnalité présentent un intérêt scientifique croissant de par leurs propriétés magnétiques étonnantes : transition métamagnétique, aimantation en plateau…. Outre la compréhension de la nature de ces phénomènes, l’intérêt qui émerge concerne les propriétés indirectement associées à l’aimantation particulière de ces systèmes qui peuvent s’inscrire dans le champ de la « spintronique » ou du stockage. Nos travaux, en amont, concernent la synthèse et l’étude de nouveaux composés, essentiellement des oxydes de basses dimensions, qui amènent un regard nouveau sur le contexte de ce magnétisme particulier. L’objectif de cette thèse a donc été de préparer et de caractériser de nouveaux composés inédits, mais également de résoudre les relations structure-propriétés parfois complexes. Les résultats obtenus via un travail de synthèse réfléchi, ont permis d’identifier des systèmes chimiques favorables à la réalisation de matériaux de basse dimensionnalité magnétique. Plusieurs phases inédites aux propriétés remarquables ont pu être identifiées. Il est clair que l’ensemble des comportements observés, 2D-Ising-FM, SCM, plateaux d’aimantation, extrusion réversible, sont tous relativement originaux et nous ont conduit à des avancées importante dans la compréhension du magnétisme de sous-unités en faible interaction
Low-dimensional oxides with disconnected magnetic units are of increasing interest due the peculiar properties and the versatile interplay between individual magnetic moments into an external magnetic field: metamagnetic transition, magnetization steps…. In addition to understanding these phenomena, the importance of this type of compounds is also emerging properties indirectly related to the specific magnetization of these systems that can be part of the field of "spintronic". Our work, upstream, is the synthesis and study of new compounds, mainly low dimensional oxides, which bring a new vision on such properties, due to their particular magnetic behaviors. The aim of this thesis was therefore to prepare and characterize novel compounds, but also to solve the structure-properties relationship. The results obtained through a work of reflected synthesis, have identified chemical systems favorable to the realization of low-dimensional magnetic materials. Several new phases with specific properties have been identified. It is clear that all the observed behaviors: 2D Ising-FM, SCM, magnetization step, reversible extrusion are relatively original and have led to important advances in the understanding of magnetism of weakly interacting subunits

Les versets de la Genèse, 9. 21-28, rapportent la malediction de canaan par noe, pere de sem, japhet et cham, lui-meme pere de canaan. Or, il s'est avere que la grande majorite des "theologiens" ont curieusement deplace cet anatheme sur cham, c'est a dire sur la race noire, notamment pour legitimer l'esclavage. Le phenomene demeure. Il ne s'agit pas seulement d'un probleme d'exegese textuelle, mais, aussi et surtout, d'une question existentielle aux consequences tres actuelles. En effet, comment etre noir et juif a la fois ? Quelle est la raison effective de cette malediction dans le contexte biblique ? Ces deux aspects, racial et politique, sont a l'origine de notre reflexion personnelle, suscitee tres vivement par le defunt professeur francois chatelet. L' interpretation proposee ici denonce la "legende" de l'anatheme et rationalise les faits proprement dits. Elle vise a montrer que : 1) en definitive, les auteurs des versets ont voulu justifier par le livre "divin" leur installation en palestine (pays de canaan), pour des raisons d'abord territoriales, de moeurs et de religion egalement ; 2) les commentateurs judeo-chretiens ont, en un second temps, legitime par ce texte la volonte d'asservir les noirs supposes descendre de cham. A l'inverse de cette double utilisation des versets de la bible, il semble scientifiquement etabli aujourd'hui que tous les hommes ont bien une seule et meme souche raciale. L'anatheme n'a donc ni fondement religieux ni fondement biologique : on peut etre noir et juif, et aussi etre palestinien. Ayant de la sorte demonte le mecanisme de cette legende qui, historiquement, a deux niveaux, est nee de desirs purement "imperialistes", il reste a s'en delivrer definitivement et universellement, afin de poser les bases d'un monde ou tous les hommes aient place et dignite egales.

Si Noé a maudit Cham par Canaan, comment peut-on être ensemble et harmonieusement juif et noir, c'est-à-dire Falacha ? 1. Description du "mythe chamitique" - principalement dans la tradition juive, mais aussi quelque peu dans les traditions chrétienne et islamique - i. E. De la malédiction de Canaan dans la Genèse et de l'évolution de son interprétation des origines à nos jours. L'idée que la malédiction prononcée par Noé à l'égard de Canaan affecte Cham (et par conséquent ses descendants, à savoir les peuples noirs) constitue l'essence du mythe chamitique. 2. Compréhension des interprétations de cette malédiction et déploiement des causes du gauchissement du texte biblique en faveur des idéologies racistes. 3. Enfin, en conclusion de cette critique textuelle, historique et politique, un appel en faveur d'une fraternité réellement universelle
How a man cloud be both and peaceably Jewish and black (i. E. Falacha) if Noah has cursed Cham through Canaan ? 1. A description of the "Hamitic myth" (chiefly in Judaism, but a bit also in Christianity and Islam) i. E. Of the malediction of Canaan in the book of genesis and the progress of its misinterpretations from the beginnings till our time. That Ham and his descendants have been cursed by the Noachian malediction of Canaan in the hard core of the Hamitic myth. 2. Understanstanding of the interpretations of this malediction and the reasons why the biblical text has been turned into racialism. 3. Finally, a call to a true world-wide brotherhood

Les systèmes à dimensionnalité réduite constituent maintenant une branche entière de la physique de la matière condensée. Cette dernière s'est développée rapidement au cours des dernières années, avec la découverte des matériaux organiques qui présentent, justement, des propriétés physiques fortement anisotropes. Cette thèse présente une étude en trois parties de plusieurs composés organiques qui, bien que très différents du point de vue de leurs compositions chimiques et de leurs propriétés physiques à haute température, subissent tous une instabilité structurale à très basse température. De plus, dans chacun des cas, l'instabilité structurale est précédée d'un important régime fluctuatif à partir duquel les propriétés physiques changent de manière significative. Notre étude suit un ordre chronologique inversé puisque nous nous attardons en premier lieu au cas de composés récemment découverts: les composés de la famille des (BCPTTF)₂X (X= PF₆, AsF₆). Ces derniers sont des isolants magnétiques à la température ambiante et subissent une instabilité structurale de type spin-Peierls à une température appelée T_SP. En particulier, nous nous intéressons à l'étude des propriétés physiques de ces systèmes dans le régime fluctuatif, qui précède cette instabilité. Notre étude théorique nous permet de comprendre en détail comment ces systèmes s'approchent de l'instabilité structurale. Dans la seconde partie de cette thèse, nous étudions le régime fluctuatif (pré-transitionnel) observé expérimentalement dans le composé de (TMTTF)₂PF₆. Ce composé organique, dont la structure s'apparente aux sels de Bechgaard, subit une instabilité de type spin-Peierls à une température T_SP = 19K. Bien que ce composé possède la particularité d'être un bon conducteur à la température ambiante, il subit une transition de type Mott-Hubbard à une température T_ρ ≈ 220K et devient alors un isolant magnétique, analogue aux composés de la famille des (BCPTTF)₂X. Le régime fluctuatif précédant l'instabilité spin-Peierls apparaît ensuite vers 60K. Notre étude théorique montre qu'un modèle d'électrons en interaction de type"g-ologie" avec possibilité de processus umklapp permet de bien rendre compte des propriétés physiques de ce système. Finalement, la troisième partie de cette thèse porte sur l'étude des premiers composés organiques quasi-unidimensionnels à avoir été synthétisés: les composés de la famille du TTF-TCNQ. Notre étude théorique des instabilités structurales que présentent ces composés n'est évidemment pas la première. L'originalité de cette dernière est qu'elle tient compte des fortes interactions entre les électrons, présentent dans ces composés. Pour tenir compte de telles interactions, nous avons choisi la formulation"liquide de Luttinger" qui nous permet de mieux traiter ce régimne [i.e. régime?] dit de couplage fort.

La compréhension de la supraconductivité à haute température critique exhibée par certains oxydes de métaux de transition demeure une question centrale en physique théorique de la matière condensée. Depuis la proposition historique de P. W. Anderson, le modèle de Hubbard répulsif en géométrie bidimensionnelle est devenu un paradigme pour tenter de capturer les propriétés essentielles des matériaux supraconducteurs non conventionnels. Cependant, la détermination de son état fondamental exact se heurte à la complexité exponentielle du problème quantique à N-corps. Dans cette thèse, nous poursuivons l’objectif de développer un schéma variationnel d’approximation s’affranchissant de toute hypothèse concernant les ordres magnétiques, de charge ou supraconducteurs susceptibles d’émerger de l’Hamiltonien à basse énergie. L’approche trouve son originalité dans l’introduction de corrélations par la restauration, avant variation, de symétries délibérément brisées dans un état d’essai en forme d’une superposition de fonctions d’onde versatiles de type Hartree-Fock et Bogoliubov-de Gennes. Pour des amas à deux et quatre sites, nous montrons analytiquement que cette méthode de champ moyen enchevêtré par les symétries de l’Hamiltonien permet de retrouver l’état fondamental exact quelle que soit l’intensité des interactions. Pour de plus grands réseaux dopés en trous et dans les régimes fortement corrélés, nous mettons en exergue un arrangement des moments magnétiques en spirale ou suivant une onde de densité de spin qui est alors accompagnée d’inhomogénéités sous forme de rayures périodiquement réparties. Ces ordres sont de plus entrelacés avec des corrélations d’appariement en onde d à longue distance qui, à la limite thermodynamique, signent la supraconductivité. Ces résultats sont obtenus via des simulations systématiques dans une géométrie de tubes de plaquettes réalisable expérimentalement à l’aide d’atomes froids piégés dans des réseaux optiques
The understanding of superconductivity exhibited at high critical temperature by certain transition metal oxides remains a central issue in theoretical condensed matter physics. In this context, and since the historical proposal by P. W. Anderson, the repulsive Hubbard model in two dimensions became a paradigm in an attempt to capture the essential properties of non-conventional superconducting materials. However, the determination of the exact ground state encounters the exponential complexity of the quantum many-body problem. The main purpose of this thesis is to develop a variational scheme free of any hypothesis concerning magnetic, charge or superconducting orders likely to emerge from the Hamiltonian at low energy. The originality of the approach is found in the introduction of correlations by restoring, before variation, symmetries deliberately broken in a trial state given by a superposition of versatile wavefunctions of Hartree-Fock and Bogoliubov–de Gennes types. For small clusters of two and four sites, we show analytically that this symmetry entangled mean field method allows to find the exact ground state regardless of the strength of the on-site interaction. For larger hole-doped clusters and in the strongly correlated regime, we highlight an arrangement of magnetic moments in a spiral or in a spin density wave that is then accompanied by inhomogeneities in the form of regularly distributed stripes. Moreover, such orders are intertwined with long range d-wave pairing correlations, which, in the thermodynamic limit, sign superconductivity. These results are obtained through systematic simulations in a four-leg tube geometry that can be realized experimentally using cold atoms trapped in optical lattices

Le sujet de cette thèse est l'étude des propriétés magnétiques de la surface Fe(100) et de l'interface Mn/ Fe(100). Les expériences ont été effectuées en utilisant des techniques spectroscopiques en détection d'électrons, soit en rendement total (absorption des rayons X), soit en spectroscopie des photoélectrons. Le travail de thèse a comporté un développement instrumental important qui a consisté dans la construction d'un nouveau dispositif expérimental. Sur la surface propre Fe(100), j'ai étudié en particulier le phénomène de diffraction des photoélectrons qui se présente avec une augmentation du signal de photoémission du niveau de coeur (Fe 2p ou Fe 3p) à l'émission normale à la surface et en correspondance aux énergies cinétiques des électrons comprises entre 100 et 160 eV. Les mesures ont permis de caractériser l'intensité du signal de photodiffraction et la réduction correspondante du signal de dichroi͏̈sme magnétique linéaire en photoémission. .
The subject of the thesis is the study of magnetic proprieties of the Fe(100) surface and of the Mn/Fe(100) surface and of the Mn/Fe(100) interface. The experiments were performed using X ray absorption and X ray photoelectron spectroscopy. An important part of my research activity was dedicated to the construction of a new experimental setup. On the clean Fe(100) surface I studied in particular the photoelectron diffraction effects which are observed at normal emission on the iron 2p and 3p core levels when these are observed with kinetic energies ranging between 100eV and 160eV. Our experiments represents a detailed characterization of the photoelectron diffraction intensity and of the corresponding modification of the Linear Magnetic Dichroism in the Angular Distribution of Photoelectrons. We compared the photoelectron emitted intensity with the calculation of multiple scattering diffraction. .

En Dalmatie, zone de la côte adriatique en Croatie, il n'est pas rare d'entendre proférer, en certaines circonstances, des malédictions. Ces expressions formulaires sont des actes de parole faites pour intervenir sur le destin des humains et de tous les êtres qui peuplent cette région. Après avoir dégager les formes que prennent ces malédictions dans divers mondes religieux ou profanes, la recherche présente la Dalmatie et la région de Zadar où elle s'est déroulée, telle que ses habitants en parlent aujourd'hui. Les malédictions en Dalmatie appartiennent à un ensemble d'actes de discours qui fondent leur efficacité sur la parole comme un lien entre les humains d'un groupe. Pour montrer de quelle manière est façonnée l'énonciation et comprendre son statut dans la société, des récits de vie décrivent les positions de celui qui profère, de celui qui est visé et les éléments qui constituent son efficacité sociale.

Introduction

La réduction des dimensions des composants microélectroniques a été le principal moteur pour l'amélioration des performances, en particulier l'augmentation de la vitesse de commutation et la réduction de la consommation. Actuellement les technologies dites 32 nm sont utilisées dans la production de masse. D'après la loi de Moore, des longueurs de grille de quelques nanomètres, qui représentent une limitation physique pour les transistors MOS, devraient être utilisées dans quelques années. Cependant la simple réduction des dimensions est actuellement en train d'atteindre ses limites car elle soulève divers problèmes.
- La fabrication devient plus difficile. Par exemple, les circuits deviennent plus denses et plus complexes. Des difficultés apparaissent pour la lithographie, les interconnexions et les procédés de fabrication.
- Dans les transistors à canal long, les équipotentielles sont parallèles à la grille de sorte que le canal est confiné de façon efficace à l'interface. Quand la longueur de grille décroît, la distribution du potentiel est modifiée. Les équipotentielles se déforment en direction du substrat de sorte que le canal n'est plus contrôlé uniquement par la grille. Ce phénomène est à l'origine des effets de canal courts qui se traduisent par le décalage de la tension de seuil, une réduction de la barrière de potentiel source-canal sous l'effet de la tension de drain (DIBL), un percement éventuel, des effets de transport non stationnaire ou de saturation de la vitesse, des effets de porteurs chuads, etc. De ce fait, un changement de perspective est nécessaire pour poursuivre l'augmentation de la densité d'intégration et l'amélioration des performances anticipées par la loi de Moore. De nouveaux concepts sont nécessaires. Ils peuvent être classés de la façon suivante: empilement de grille, substrats silicium sur isolant (SOI), et ingénierie du canal. Sous cette dernière dénomination, nous incluons l'architecture du canal, le choix du matériau et l'ingénierie de la contrainte mécanique.
- L'épaisseur de l'oxyde de grille doit décroître pour maintenir un champ électrique suffisant à l'interface. En 2009, la feuille de route ITRS prévoyait à terme une épaisseur effective d'oxyde inférieure à 1 nm. A cette épaisseur, l'oxyde de silicium SiO2 n'assure plus une isolation suffisante et une fuite de grille apparaît par couplage quantique entre la grille et le canal. SiO2 doit donc être remplacé par un diélectrique à plus haute permittivité (diélectrique dit high-k). Par exemple, avec une épaisseur physique de 5nm, un diélectrique dont la permittivité relative vaut 20 peut remplacer 1 nm de SiO2. L'augmentation de l'épaisseur de diélectrique permet alors d'éviter les fuites par effet tunnel à travers la grille. Cependant, ces diélectriques peuvent sont fréquemment sujets à un piégeage du niveau de Fermi à l'interface avec le métal de grille. Intrinsèquement, ils génèrent également des phonons optiques de faible énergie qui peuvent interagir avec les électrons du canal. Avec une grille métallique la forte concentration d'électrons peut cependant écranter ces vibrations dipolaires. Enfin, les tensions de seuil du PMOS et du NMOS dépendent directement des travaux de sortie des matériaux utilisés pour la grille et le choix de l'empilement high-k/métal doit donc être fait en intégrant cette contrainte.
- Les substrats SOI sont constitués d'un film de silicium (body), séparé du substrat proprement dit par une couche enterrée de silice (BOX). Les composants sont isolés verticalement ce qui assure un premier niveau de protection contre certains effets parasites qui peuvent apparaître dans les substrats massifs, tels que courant de fuite par le substrat, photo-courant ou déclenchement parasite (latch-up) sous irradiation. L'utilisation d'un substrat SOI permet également de réduire la profondeur des jonctions, le courant de fuite et la capacité de jonction. Selon leur épaisseur, les substrats SOI sont de deux types: partiellement désertés (PD-SOI) ou totalement désertés (FD-SOI).
Les substrats PD-SOI utilisent un film silicium relativement épais (tSi > 45 nm). La charge de déplétion sous le canal ne s'étend pas jusqu'au BOX de sorte qu'une partie du film reste neutre et peut collecter les porteurs majoritaires. Si un contact supplémentaire n'est pas introduit pour les évacuer, ce type de substrat est sujet aux effets de body flottant. En effet, lorsqu'un mécanisme tel que l'ionisation par impact génère des porteurs majoritaires, ces derniers sont susceptibles de s'accumuler dans la zone neutre du body et d'induire une polarisation parasite de la jonction source qui provoque l'injection d'un courant en excès, une variation transitoire de la tension de seuil et du potentiel de body. Les substrats FD-SOI on tune épaisseur de silicium plus faible, typiquement inférieure à 20 nm. De ce fait, le film est entièrement déserté et la charge de déplétion est constante. L'excellent couplage entre la grille et le canal améliore els performances en termes de courant de drain, de pente sous le seuil et de temps de réponse à une variation de commande de grille. L'utilisation du substrat comme grille arrière est également plus efficace que pour les substrats PD-SOI. Cette propriété peut par exemple être utilisée pour contrôler électriquement la tension de seuil. Les effets de body flottant sont fortement réduits. La faible épaisseur du body et son isolation thermique par le BOX peuvent toutefois conduire à un auto-échauffement du composant et à un couplage éventuel entre les défauts des deux interfaces. Malgré ces quelques inconvénients, la technologie SOI apporte toutefois un net bénéfice en termes de performances.
- L'immunité aux effets de canal court peut être encore améliorée par rapport à celle des composants planaires grâce à l'utilisation de structures à grilles multiples qui renforcent le contrôle électrostatique du canal. Intel a annoncé récemment que sa prochaine génération de microprocesseurs, dénommée Ivy Bridge, utilisera une technologie 22 nm en remplacement de la technologie 32 nm de Sandy Bridge. Ivy Bridge utilisera des transistors de type Tri-gate FinFET pour éviter les effets de canal court. Cette architecture rend possible la réduction des dimensions du transistor, et en conséquence une réduction de la consommation et une augmentation de la fréquence d'horloge. Intel prévoit que cette technologie FinFET 22 nm sera 37% plus rapide et économisera 50% de la puissance active par rapport à la technologie 32 nm actuelle. Au-delà, les architectures à grille complètement enrobante (GAA, pour Gate-All-Around) constituent l'architecture optimale en termes de contrôle électrostatique du canal. Ce sont des architectures 3D dans lesquelles la grille entoure complètement le canal. Pour les sections les plus faibles, le canal tend vers une structure de nanofil pseudo-1D. On parle alors de NW-FET (Nanowire FET).

Le transistor FinFET - Influence de la rugosité de surface

Pour résumer ce qui vient d'être dit, la première amélioration qui peut être apportée pour repousser l'apparition des effets de canal court, et permettre ainsi une réduction des dimensions, consiste à réduire l'épaisseur du body en utilisant un substrat FD-SOI. Le contrôle électrostatique est encore amélioré grâce à l'utilisation de grilles multiples, ce qui permet de relâcher un peu les contraintes sur les épaisseurs de diélectrique de grille et du body, réduisant de ce fait le risque de dispersion technologique. Les premières mises en œuvre industrielles utilisent l'architecture FinFET. Outre son excellente résistance aux effets de canal court, celle-ci présente l'atout de ne pas nécessiter de prise de contact enterrée. Dans le FinFET, la largeur de l'aileron joue le même rôle que l'épaisseur du body et son ajustement permet d'obtenir une pente sous le seuil élevée, un coefficient de body faible et une vitesse de commutation élevée, ce qui le rend très attractif. Certaines étapes de fabrication restent toutefois délicates. C'est le cas de la structuration des ailerons. Par exemple, le parfait contrôle de la largeur des ailerons et de la forme des flancs qui doivent être parfaitement verticaux impose de faire appel à une gravure ionique réactive (RIE). Ce n'est pas gênant pour la face supérieure de l'aileron, qui est protégée par un masque dur, mais cela peut dégrader les faces verticales et les rendre rugueuses. Or l'interaction avec la rugosité de surface est le mécanisme principal qui limite la mobilité des porteurs en forte inversion. Il y a donc un risque de dégrader les propriétés de transport et, dans le pire des cas, de réduire le courant Ion en régime passant. C'est ce que nous avons voulu étudier. Comme la rugosité a un impact direct sur le transport, elle peut en principe être extraite d'une analyse détaillée de la mobilité. Ceci permet d'obtenir une information directe sur l'état des interfaces dans le transistor réel, information précieuse pour guider l'optimisation technologique. Nous présentons ici une méthode expérimentale qui fournit une évaluation quantitative de la contribution de la rugosité. Elle est basée sur une analyse détaillée de l'influence de la largeur de l'aileron sur les caractéristiques électriques en fonction de la polarisation de grille et de la température. Les FinFETs utilisés pour cette étude ont été fabriqués par l'IMEC (Leuven) sur substrat SOI, avec une épaisseur de BOX de 145 nm. Ils n'utilisent pas de technique de contrainte mécanique intentionnelle. Le canal est non dopé, avec une concentration résiduelle de bore de 10^15 cm^-3, de façon à éviter les interactions avec les impuretés ionisées et à atteindre une mobilité plus élevée. Le diélectrique de grille, HfSiON, est déposé par MOCVD, pour une épaisseur équivalente d'oxyde de 1.7 nm. Une couche de TiN, déposée par PVD est utilisée comme métal de grille. Elle est recouverte de 100 nm de silicium polycristallin. Les plots de source et de drain sont fortement dopés, à 2x10^20 cm^-3, et sont séparés de la grille de 0.2 µm. La zone d'accès sous les espaceurs verticaux est longue de 50 nm, avec un dopage de 5x10^19 cm-3. La hauteur de l'aileron est constante sur la plaque, avec une valeur de 65 nm, et le masque intègre des transistors de largeur d'aileron variable de 10 nm à 10 µm. Notez que la pente des courbes ID-VG, la transconductance, est nettement plus faible à 77 K qu'à température ambiante. Dans les transistors NMOS, le courant de drain décroît même à forte tension de grille (au dessus de 1.3 V). Il est possible de décorréler les composantes associées à la surface supérieure et aux flancs de l'aileron en analysant la variation du courant avec la largeur Wfin de l'aileron. On obtient une variation linéaire dont l'extrapolation à largeur nulle fournit la composante IDside du courant associée aux parois latérales, avec une largeur de grille équivalente égale à 2xHfin. Ce courant ne représente bien entendu pas le courant qui circulerait dans un aileron de largeur nulle, mais la composante du courant qui circule le long des flancs dans les ailerons de largeur suffisante pour que les effets de couplages entre faces soient négligeables. Le courant qui circule le long de la face supérieure de l'aileron est obtenu par différence de IDside avec le courant total. Pour analyser ces courbes il faut se rappeler des caractéristiques des principaux processus d'interaction qui sont susceptibles de limiter la mobilité: les interactions Coulombiennes sont d'autant plus efficaces qu'on est en plus faible inversion, elles sont écrantées en forte inversion et varient peu avec la température ; l'interaction avec les phonons décroît fortement quand la température décroît, du fait du gel des phonons ; enfin, l'interaction avec la rugosité de surface prend progressivement le pas sur les autres mécanismes d'interaction en forte inversion, du fait de sa variation en carré du champ effectif Eeff, elle dépend peu de la température. On retrouve ces différents comportements sur les courbes mesurées. On observe en premier lieu que les courbes µeff(Ninv) présentent en faible inversion une pente positive caractéristique d'une interaction Coulombienne. Cette contribution Coulombienne est encore plus visible à basse température dans la mesure où elle devient le mécanisme d'interaction dominant du fait du gel des phonons. En forte inversion, l'interaction avec la rugosité de surface prend progressivement le pas sur les autres mécanismes d'interaction, du fait de sa variation en carré du champ effectif Eeff. Or en forte inversion (Ninv>5x10^12 cm^-2), on observe que la mobilité associée aux flancs décroît plus fortement que celle de la face supérieure, ce qui indiquerait donc que les flancs sont plus rugueux que la face supérieure. En ce qui concerne les flancs, l'analyse qualitative de ces courbes indique donc que la mobilité μeffside est dominée par la rugosité en forte inversion, tandis qu'en faible inversion on est en présence d'interactions avec les phonons et les impuretés Coulombiennes. En ce qui concerne la face supérieure, on observe un comportement général similaire mais μefftop reste sensible à la température même en forte inversion ce qui montre que l'interaction avec les phonons n'est pas complètement masquée par l'interaction avec la rugosité de surface ce qui correspondrait bien à une rugosité moindre pour la face supérieure. Cette différence de rugosité se traduit par une mobilité maximum plus faible sur les flancs (μeffside=600 cm2/Vs and μefftop=650 cm2/Vs at 77K). Dans PMOS, μeffside ne présente pas une aussi forte dégradation en forte inversion que pour les NMOS et elle reste sensible à la température, ce qui indique que la mobilité le long des flancs n'est pas autant dégradée par la rugosité dans le PMOS que dans le NMOS. Ceci ne signifie pas que les caractéristiques physiques de la rugosité sont différentes dans les deux types de composants. C'est son influence sur la mobilité qui est différente. Ce résultat est à rapprocher de résultats antérieurs obtenus dans des transistors sur substrat massif pour expliquer pourquoi les mobilités de trous et d'électrons présentent une dépendance différente avec le champ effectif dans le régime de forte inversion dominé par l'interaction avec la rugosité de surface. Il a été montré par simulation que cette différence de comportement pouvait s'expliquer en tenant compte du fait que, du fait de la différence des structures de bandes, le vecteur d'onde des trous à l'énergie de Fermi, kF, est plus grand pour les trous que pour les électrons, de sorte que les deux types de porteurs ne sont pas sensibles aux mêmes longueurs d'ondes dans la statistique de distribution spatiale de la rugosité. Afin de quantifier la contribution de l'interaction avec la rugosité de surface au courant pour les deux types d'interface, nous avons extrait directement le paramètre de dégradation de la mobilité par le champ effectif, θ2. Ce paramètre traduit le terme de dégradation de second degré, associé à la présence d'une rugosité de surface. Pour obtenir une information quantitative, il faut cependant le normaliser par rapport μ0. Il ne peut pas être utilisé directement car il dépend de la température alors que l'interaction avec la rugosité n'en dépend pas. Cette dépendance est en réalité un reflet de la dépendance en température de μ0. Le paramètre adéquat pour caractériser l'influence de la rugosité est donc θ2/μ0. Ce paramètre peut être également extrait directement de la dérivée par rapport à VG de l'inverse de la mobilité effective. Pour les NMOS, l'interaction avec la rugosité d'interface est environ trois fois plus élevée pour les flancs que pour la face supérieure. Cela correspond à une augmentation d'un facteur 1.7 du coefficient Δ*λ, où Δ est l'écart-type de la rugosité et λ la longueur d'auto-corrélation. Pour les PMOS, on n'observe pas de différence significative entre les valeurs de θ2/μ0 obtenues pour les flancs et pour la face supérieure. Ceci indiquerait que, comme pour les transistors sur substrat massif, les trous sont moins affectés par la rugosité d'interface ou, du moins, sont affectés par une rugosité à plus grande longueur d'onde pour laquelle le procédé RIE joue un rôle négligeable. Il n'en reste pas moins que la rugosité des flancs dégrade la mobilité des NMOS de façon significative, ce qui confère toute leur importance aux études menées actuellement pour améliorer la gravure et mettre au point des procédés de post-traitement.

MOSFET SiGe à nanofils: Interactions avec les phonons et les défauts Coulombiens

Avec la technologie CMOS conventionnelle, les MOSFET de type P présentent une mobilité plus faible que les MOSFET de type N, du fait des différences dans les structures des bandes de valence et de conduction et, en particulier, des différences de masse effective, plus grande pour les trous que pour les électrons. L'ingénierie de la contrainte et l'utilisation de germanium ou d'alliages SiGe dans les PMOS permet de compenser ce handicap. L'application d'une contrainte mécanique se traduit par une modification de la masse effective et par une levée de dégénérescence des bandes de trous lourds et de trous légers. En particulier, l'application d'une contrainte compressive uniaxiale se traduit par une diminution de la masse effective des trous et par une réduction des interactions inter-vallées qui améliorent toutes deux la mobilité. Avec l'amélioration des technologies de fabrication des substrats SOI, il est désormais possible de réaliser des substrats de silicium contraint sur isolant (s-SOI, pour strained SOI). Ceux-ci sont obtenus en transférant sur isolant une couche de silicium contraint épitaxié sur un substrat SiGe relaxé. Le silicium ainsi transféré est en contrainte biaxiale en tension. L'amélioration de la mobilité des trous est moins importante que pour la contrainte uniaxiale et le décalage de tension de seuil est plus grand. Les PMOS SiGe à nanofils que nous avons caractérisés ont été fabriqués au CEA/LETI sur des substrats de type SOI d'orientation (100). Deux types de substrats ont été utilisés: un substrat standard et un substrat en tension biaxiale (1.3 GPa) qui ont été utilisés pour réaliser des nanofils SiGe respectivement en compression (sur substrat SOI) et non contraints (sur substrat s-SOI). Ils intègrent dans les deux cas une grille high-k/metal. Les détails du processus de fabrication sont décrits dans la référence. Les caractéristiques sont mesurées dans le régime linéaire de fonctionnement, avec une polarisation de drain VD faible, fixée à 10 mV, et pour une tension de grille variant de 0.3 V à 2 V. Ces mesures sont faites à température ambiante. On constate que les différentes structures présentent un bon contrôle de grille à l'exception notable des composants non contraints et courts pour lesquels la pente sous le seuil atteint 580 mV/dec. Les dispositifs longs présentent des pentes sous le seuil (SS) de 67 mV/dec et 65 mV/dec, donc proches de leur valeur idéale à cette température (60 mV/dec), pour les canaux non contraints et contraints. En revanche, la pente sous le seuil ne reste maîtrisée en canal court que dans le cas où SiGe est contraint en compression (100 mV/dec). Nous avons analysé également la dépendance en température de la tension de seuil Vth. La dérivée dVth/dT peut en effet être utilisée pour extraire le dopage moyen dans le canal. Nous en déduisons que le dopage moyen dans le canal des transistors à canal SiGe non contraint est environ 25 fois plus élevé que dans les transistors contraints en compression, bien que le procédé de fabrication soit identique. Les courbes µeff(Ninv) ainsi extraites ont été tracées, pour les transistors non contraints et contraints en compression, pour des canaux courts et longs, et pour des températures allant de 77 K à 300 K. Avec SiGe contraint, les transistors courts et longs se comportent de façon similaire, avec une augmentation de la mobilité à basse température. Ce comportement est typique d'un transport dominé par les phonons (gel des phonons à basse température). On retrouve ce comportement pour SiGe non contraint, mais seulement pour les canaux longs. Pour les canaux longs, on trouve que la mobilité est améliorée d'un facteur 3,5 environ pour les transistors à canal SiGe contraint en compression. Cette amélioration attendue théoriquement montre que la contrainte en compression est bien présente, même pour les canaux de 600 nm, malgré le début de relaxation que peut produire le flambage des fils pour cette longueur. Par opposition, les canaux courts non contraints montrent un comportement opposé avec les autres cas, avec une diminution de mobilité à basse température, particulièrement en faible inversion. Ce type de comportement est normalement observé lorsque les interactions Coulombiennes prennent le pas sur les interactions avec les phonons. La mobilité est alors dégradée. De façon cohérente, on observe de fait que la mobilité apparente des transistors à canal court est environ 6.5 fois plus faible pour les canaux non contraints que pour les canaux contraints, au lieu du facteur 3.5 observé pour les canaux plus longs. Dans une deuxième étape, de façon à décorréler les différents types d'interaction présentes de façon plus quantitative, nous avons extrait des courbes µeff(Ninv) la mobilité en champ faible µ0 qui permet d'obtenir un bon accord entre la courbe expérimentale et le modèle classique. Dans ce modèle, θ1 est le facteur d'atténuation de premier ordre de la mobilité. Il intègre tous les effets participant à la dégradation de mobilité sous l'effet d'un champ transverse et, par conséquent, l'influence de la rugosité de surface. Au premier ordre, la mobilité à faible champ µ0 résulte donc des rôles combinés des interactions avec les phonons et avec les défauts, neutres ou chargés. La mobilité faible champ augmente à basse température dans tous les cas, sauf pour les transistors à canal SiGe non contraint les plus courts. Les dépendances en température pour les interactions avec les phonons, les défauts neutres et les défauts chargés étant connues, il est possible de reconstituer ces courbes µ0(T) expérimentales par une combinaison linéaire de ces trois types d'interactions. C'est ce qui a été fait dans une troisième étape. Les trois types d'interactions sont nécessaires pour obtenir un bon accord. Il n'est pas possible de négliger les interactions avec les défauts neutres. Les interactions avec les défauts neutres et avec les défauts chargés (centres Coulombiens) ont été regroupées entre elles sous le terme interaction avec les défauts. On constate bien que l'interaction avec les phonons est prépondérante pour tous les transistors contraints en compression ainsi que pour les transistors non contraints les plus longs (600 nm). L'interaction avec les défauts est prépondérante sur toute la gamme de température pour les transistors non contraints les plus courts (40 nm). Les canaux de 100 nm représentent un cas intermédiaire où les interactions avec les défauts sont prépondérantes à basse température tandis que l'interaction avec les phonons reprend le dessus à température ambiante. Pour les transistors à canal SiGe contraint, le raccourcissement du canal ne modifie pas significativement le poids relatif des interactions avec les défauts. Pour les transistors à canal non contraint, la contribution relative des défauts est beaucoup plus importante. Elle peut atteindre 98% du total pour les canaux les plus courts. Nous proposons d'interpréter l'ensemble de ces résultats de façon cohérente en considérant d'une part que le dopant utilisé pour implanter les source et drain du transistor diffuse vers le canal par un processus de diffusion assistée par les défauts ponctuels d'implantation (lacunes, interstitiels et amas neutres ou chargés) et, d'autre part, que cette diffusion assistée est moins rapide lorsque SiGe est contraint en compression. La première hypothèse est cohérente avec de nombreuses études sur la diffusion accélérée du bore des source et drain pendant les recuits d'activation, aussi bien dans les transistors bipolaires que dans les transistors MOS. La seconde est cohérente avec des conclusions proposées dans la littérature dans le cas de films SiGe. C'est cependant la première fois qu'un tel effet serait mis en évidence dans des nanofils. Avec ces hypothèses, une zone perturbée comportant des défauts neutres et chargés serait présente près des source et drain du transistor. Cette zone d'étendrait sur une distance plus importante dans les canaux SiGe non contraints. Elle expliquerait que ces dispositifs soient moins résistants aux effets de canal court puisque leur longueur effective de canal serait plus courte. Elle expliquerait également que le dopage moyen dans le canal paraisse plus élevé dans les transistors non contraints. Elle expliquerait enfin l'importance des interactions avec les défauts dans les dispositifs SiGe non contraints les plus courts. Notons que du point de vue des applications, ces résultats sont également importants en ce qu'ils montrent que l'utilisation de SiGe contraint en compression a en réalité un intérêt double: il permet d'augmenter la mobilité et permet en outre d'atteindre des longueurs de canal plus faibles en limitant la diffusion latérale des zones dopées de source et drain.

Le transistor sans jonction (JLT) - Conduction en volume et réduction des effets de canal court

Le transistor sans jonction est un transistor dans lequel le dopage est de même type de la source au drain. Dans les versions les plus simples d'un point de vue technologique, les implantations de source et drain sont même supprimées et le dopage est entièrement uniforme. C'est donc un dispositif dans lequel la conduction est bloquée par désertion de ce canal dopé et dans lequel il est possible de créer un canal d'accumulation à forte tension de grille. Ce dispositif n'est devenu intéressant qu'avec la capacité à maîtriser des films semi-conducteurs très minces sur isolant. Ce n'est qu'à cette condition qu'il est possible d'obtenir un dispositif normalement bloqué (composant bloqué à tension de grille nulle, propriété nécessaire au fonctionnement normal d'une porte CMOS) avec des matériaux de grille présentant des valeurs usuelles de travail de sortie. Le fonctionnement du JLT est déterminé par deux tensions de référence: la tension de grille Vfb permettant d'obtenir des bandes plates à l'interface semi-conducteur / oxyde de grille et la tension de seuil Vth permettant de déserter le film dopé. En dessous de Vth le canal est complètement déserté ; entre Vth et Vfb il est partiellement déserté, avec une conduction en volume ; au dessus de Vfb un canal d'accumulation se forme en outre à l'interface avec l'oxyde de grille. De par son principe de fonctionnement, le JLT est en principe moins sensible aux défauts d'interface. Dans un MOS à inversion classique, ces défauts sont en partie écrantés en forte inversion. Ils se font sentir principalement en faible inversion, lorsqu'on passe du régime de déplétion au régime d'inversion: le niveau de Fermi au voisinage de l'interface balaye alors la totalité de la bande interdite, ce qui n'est pas le cas dans le JLT. Il est également possible d'obtenir une même charge surfacique avec des champs transverses plus faibles que dans les MOS à inversion, un canal moins confiné en surface et par conséquent une moindre dégradation des propriétés de transport par la rugosité de surface. En contrepartie, l'interaction avec les dopants est toutefois plus importante. Le JLT présente par rapport au MOS à inversion un certain nombre d'avantages, qui motivent les recherches actuelles sur ce composant: (i) il est plus facile à fabriquer puisqu'il n'est plus nécessaire d'assurer l'auto-alignement des source et drain par rapport à la grille (le dopage est uniforme), (ii) les effets de canal court sont en principe réduits ce qui permet de contrôler le DIBL et la pente sous le seuil jusqu'à des longueurs de grille très agressives, (iii) la dégradation de mobilité avec le champ transverse est en principe réduite, (iv) la résistance aux effets de canal court permet de relaxer les contraintes sur l'épaisseur du diélectrique de grille. Cependant ce dispositif demande à être étudié plus en détail. Au cours de cette thèse nous avons pu vérifier sur des composants de Tyndall le rôle important des impuretés ionisées sur la mobilité de canal qui est de ce fait très faible par rapport à ce qui peut être obtenu dans un MOS à inversion.

Les nanofils silicium en tant que capteurs - Bruit basse fréquence et limite de détection

Dans le dernier chapitre de cette thèse, nous nous intéressons enfin à l'utilisation des nanofils de silicium pour la réalisation de capteurs. La structuration du matériau sous forme de nanofils permet en effet d'augmenter le rapport surface/volume. Une modification minime de la charge sur la surface externe peut modifier le niveau de Fermi dans la section entière du nanofil, ce qui ouvre la voie à une détection électrique de cette modification de charge. Cette dernière peut résulter par exemple d'une transition entre deux états rédox d'une molécule ou d'une hybridation d'ADN. La possibilité de faire croître ces nanofils par des techniques de type "bottom-up" permet d'envisager des techniques de fabrication faible coût où le capteur est réalisé au niveau du "back-end of line" ou en "above-IC", au dessus du circuit d'adressage et de contrôle qui pourrait être intégré à l'étage CMOS. Avant d'envisager une fabrication, nous avons abordé ce sujet de façon théorique pour disposer dans un premier temps d'ordres de grandeur concernant les sensibilités qui peuvent être espérées en fonction des dimensions et du niveau de dopage des nanofils. Nous avons établi un modèle analytique simplifié, validé par des simulations par éléments finis réalisées sous FlexPDE. Pour cette approche simplifiée, nous avons supposé que la charge externe est répartie de façon homogène à la surface du nanofil. Les effets de discrétisation de la charge ne sont pas pris en compte. On calcule la variation relative de conductance G/G0, G0 étant la conductance en l'absence de charge externe, qui résulte d'une variation de la densité surfacique de charges externe Next en résolvant l'équation de Poisson dans une section transverse et une équation de dérive-diffusion selon l'axe du nanofil. Dans la plupart des publications, c'est cette variation relative de conductance qui est utilisée pour caractériser la sensibilité du nanofil en tant que capteur. Par définition, la sensibilité d'un capteur ne devrait pas dépendre de la valeur particulière de la valeur d'entrée. Dans la suite, nous considérons en fait G/G0 comme la réponse du capteur et nous définissons la sensibilité par le paramètre G/G0/Next. Ce paramètre est bien indépendant au premier ordre de la valeur particulière de Next et permet donc de comparer des dispositifs entre eux sans ambiguïté. Une légère dépendance avec Next est cependant introduite si l'on tient compte de l'atténuation de mobilité avec le champ transverse. La sensibilité maximale est alors obtenue près du seuil et décroît progressivement en accumulation. Ceci signifie qu'il est nécessaire d'adapter le type de dopage selon le signe des charges que l'on veut détecter. Par ailleurs, la sensibilité est d'autant plus grande que le diamètre des nanofils est petit. Pour un nanofil de rayon rSi, de dopage Nd (type N), recouvert d'un diélectrique d'épaisseur tox. Cependant, avec la réduction du volume actif, on s'attend également à une augmentation des fluctuations de courant associées au piégeage / dépiégeage des porteurs du canal par des pièges d'interface. Ces fluctuations sont une des causes du bruit basse fréquence dans les composants. Elles risquent de limiter le seuil de détection des capteurs à nanofils. C'est ce que nous avons voulu évaluer. Là encore, nous avons supposé que les pièges d'interface étaient répartis uniformément, avec une densité surfacique Nit à l'interface Si/SiO2 entre le canal semi-conducteur et le diélectrique entourant le nanofil. Les charges externes sont réparties avec la densité Next sur la face externe de ce diélectrique. En supposant que les phénomènes de piégeage/dépiégeage sont poissonniens, nous avons calculé l'écart-type des fluctuations de conductance qui en résultent. Nous avons défini le seuil de détection Next_th comme la densité de charge externe limite pour laquelle la variation de conductance apportée par Next_th est égale à la variation de conductance du au bruit de piégeage dépiégeage. Au premier ordre, Next_th décroît en raison inverse de la racine carrée du diamètre externe et de la longueur du nanofil. La limitation par le bruit basse fréquence peut donc être surmontée par une augmentation de la surface active du capteur. Ceci peut s'obtenir en augmentant la longueur et le diamètre du nanofil, mais au détriment de la sensibilité du capteur et de la valeur nominale de la conductance G0. Le seul degré de liberté permettant d'ajuster ces deux derniers paramètres est alors le dopage. Cette modélisation qui décrit les corrélations entre leur sensibilité et leur seuil de détection permet donc de déterminer une stratégie d'optimisation pour les capteurs à nanofils.

Conclusion

Cette thèse m'a permis d'aborder des sujets variés allant de la fabrication des composants à leur modélisation. Au début de ce résumé, j'écrivais que la réduction des dimensions est en train d'atteindre ses limites. On pourrait en déduire qu'il n'y a plus moyen d'améliorer le transistor. En réalité, ainsi que je l'ai expérimenté au cours de ce travail, il reste une multitude de pistes à explorer et la recherche sur le transistor est très loin de la fin de son histoire.

Un nouveau domaine de recherche a vu le jour à la fin du XXe siècle, celui de l’électronique organique provenant de l’union des propriétés de l’électronique avec celles des matériaux semiconducteurs organiques. Les principaux avantages technologiques des matériaux organiques proviennent de leur facilité de mise en œuvre (par exemple :l’impression à pression et température ambiantes) et de leur flexibilité mécanique en comparaison au silicium qui est le matériau semiconducteur le plus utilisé au monde. En raison de ces avantages, de nombreuses perspectives d’applications ont été envisagées telles que les écrans flexibles, l’éclairage à partir de grandes surfaces ou encore les cellules photovoltaïques flexibles. Les performances des semiconducteurs organiques sont actuellement moins bonnes que celles du silicium, mais ont fait des progrès spectaculaires depuis ces dernières années. Les performances des semiconducteurs organiques dépendent de l’efficacité avec laquelle les charges se déplacent dans les matériaux π-conjugués ;le paramètre clé qui caractérise le transport de charges est la mobilité, µ. En raison de l’extraordinaire diversité de structures moléculaires accessibles par la synthèse organique, les performances peuvent espérer un jour approcher celles du silicium, car il n’existe à ce jour pas de limite supérieure imposée à la mobilité des charges dans les matériaux organiques. Dans ce contexte, la contribution des chimistes consiste à développer de nouvelles molécules et macromolécules organiques donnant lieu à des matériaux aux performances toujours accrues. Un aspect important à améliorer est la dimensionnalité du transport de charges qui est comprise entre 1 et 3. En effet, plus celle-ci est faible, plus le transport de charges sera sensible aux défauts.

Au cours du présent travail, nous nous sommes intéressés à l’amélioration du transport de charges en augmentant la dimensionnalité de ce dernier. Cette approche est basée sur les études théoriques du Dr Antoine Van Vooren relevant du couplage électronique par un pont covalent, mais non conjugué entre des systèmes π tels que les oligothiophènes. En effet, selon ces travaux, le couplage électronique entre deux systèmes π est plus important lorsqu’ils sont reliés par un pont éthylène que lorsqu’ils sont isolés. Le pont permet dès lors le transport de charges dans une nouvelle dimension, favorisant ainsi le transport de charges. L’objectif principal de cette thèse consiste à réaliser la synthèse d’oligo- et polythiophènes pontés par des liens éthylènes et d’en étudier les propriétés afin de contribuer à la démonstration expérimentale qu’un pont covalent entre systèmes π aide au transfert de charges. L’étude a porté sur deux systèmes :le système 1 dans lequel le noyau aromatique est un 2,2’:5’,2’’:5’’,2’’’-quaterthiophène et le système 2 dans lequel le noyau aromatique est un 2,5-bis(thiophèn-2-yl)thiéno[3,2-b]thiophène. Les dimères D1 et D2, servant de systèmes modèles, sont étudiés dans le deuxième chapitre tandis que les polymères P1 et P2, permettant de conclure sur l’effet du pont, sont étudiés dans le chapitre trois.

Une stratégie de synthèse menant au dimère D1, à l’échelle du gramme, a été développée et les quantités recueillies ont permis d’étudier les propriétés de ce dimère. Cependant, nous n’avons pas pu obtenir de monocristaux D1, faillant ainsi à l’étude de la conformation du pont. Une stratégie de synthèse menant au dimère D2 a été développée bien que les quantités recueillies fussent faibles. Le peu de dimère D2 obtenu rendit l’étude des propriétés de ce dernier compliquée et lacunaire. Suite à l’absence d’information sur la conformation du pont des systèmes modèles, d’autres systèmes pontés, présentant une structure chimique proche, de celle des dimères ont été développés. L’efficacité des voies de synthèse imaginées pour obtenir ces composés ainsi que leurs capacités à cristalliser ont permis d’étudier la conformation du pont de ces nouveaux systèmes pontés. Nous avons pu en conclure que de faibles changements de la structure chimique engendrent des changements significatifs sur la structure cristalline ;rendant difficile la prédiction des structures cristallines des molécules cibles.

Une voie de synthèse menant au polymère P1 a été développée par couplage de Stille en guise de polymérisation, suite à d’infructueux essais via le couplage de Yamamoto. Les quantités recueillies ont permis d’étudier les propriétés de ce polymère. Nous avons ainsi pu constater que le polymère P1 présente un large domaine de stabilité thermique, mais qu’il est complètement amorphe. Néanmoins, le niveau de la HOMO fait de lui un bon candidat pour le transport de trous. Le polymère P2 a été synthétisé selon la même voie de synthèse et nous avons pu observer les mêmes propriétés que celles du polymère P1.

L’analyse des propriétés spectroscopiques des polymères P1 et P2 ne nous a pas apporté de preuve de la délocalisation des charges le long de la chaine de polymère. En effet, nous avons mis en évidence un effet d’agrégation et un effet de couplage excitonique des polymères qui a pour conséquence de modifier les propriétés caractéristiques des spectres d’absorption et d’émission dans le domaine UV-vis. Nous avons ensuite étudié leurs propriétés de transport de charges dans des transistors. Cependant, les résultats furent décevants en raison de l’absence d’un ordre cristallin au sein des polymères, ceci indépendamment de la méthode de déposition utilisée. Au final, nous n’avons pas de preuve définitive de l’effet du pont sur le transport de charges. Nous espérons que les tentatives de cristallisation des polymères porteront leurs fruits afin qu’une conclusion sur l’effet du pont éthylène entre deux systèmes π puisse être tirée dans un avenir proche.

Doctorat en Sciences
info:eu-repo/semantics/nonPublished

At the beginning of this thesis, basic and advanced device fabrication process which I haveexperienced during study such as top-down and bottom-up approach for the nanoscale devicefabrication technique have been described. Especially, lithography technology has beenfocused because it is base of the modern device fabrication. For the advanced device structure,etching technique has been investigated in detail.The characterization of FET has been introduced. For the practical consideration in theadvanced FET, several parameter extraction techniques have been introduced such as Yfunction,split C-V etc.FinFET is one of promising alternatives against conventional planar devices. Problem ofFinFET is surface roughness. During the fabrication, the etching process induces surfaceroughness on the sidewall surfaces. Surface roughness of channel decreases the effectivemobility by surface roughness scattering. With the low temperature measurement andmobility analysis, drain current through sidewall and top surface was separated. From theseparated currents, effective mobilities were extracted in each temperature conditions. Astemperature lowering, mobility behaviors from the transport on each surface have differenttemperature dependence. Especially, in n-type FinFET, the sidewall mobility has strongerdegradation in high gate electric field compare to top surface. Quantification of surfaceroughness was also compared between sidewall and top surface. Low temperaturemeasurement is nondestructive characterization method. Therefore this study can be a propersurface roughness measurement technique for the performance optimization of FinFET.As another quasi-1 D nanowire structure device, 3D stacked SiGe nanowire has beenintroduced. Important of strain engineering has been known for the effective mobility booster.The limitation of dopant diffusion by strain has been shown. Without strain, SiGe nanowireFET showed huge short channel effect. Subthreshold current was bigger than strained SiGechannel. Temperature dependent mobility behavior in short channel unstrained device wascompletely different from the other cases. Impurity scattering was dominant in short channelunstrained SiGe nanowire FET. Thus, it could be concluded that the strain engineering is notnecessary only for the mobility booster but also short channel effect immunity.Junctionless FET is very recently developed device compare to the others. Like as JFET,junctionless FET has volume conduction. Thus, it is less affected by interface states.Junctionless FET also has good short channel effect immunity because off-state ofjunctionless FET is dominated pinch-off of channel depletion. For this, junctionless FETshould have thin body thickness. Therefore, multi gate nanowire structure is proper to makejunctionless FET.Because of the surface area to volume ratio, quasi-1D nanowire structure is good for thesensor application. Nanowire structure has been investigated as a sensor. Using numericalsimulation, generation-recombination noise property was considered in nanowire sensor.Even though the surface area to volume ration is enhanced in the nanowire channel, devicehas sensing limitation by noise. The generation-recombination noise depended on the channelgeometry. As a design tool of nanowire sensor, noise simulation should be carried out toescape from the noise limitation in advance.The basic principles of device simulation have been discussed. Finite difference method andMonte Carlo simulation technique have been introduced for the comprehension of devicesimulation. Practical device simulation data have been shown for examples such as FinFET,strongly disordered 1D channel, OLED and E-paper.

Ce manuscrit porte sur l’étude de cuprates de basse dimensionnalité, les systèmes à chaînes de spins SrCuO₂ et Sr₂CuO₃. Un des intérêts de ces deux composés est qu’ils présentent des conductions thermiques fortement anisotropes. Celles-ci comportent une contribution magnétique due au transport de la chaleur via les excitations de spinons qui se manifeste uniquement dans la direction des chaînes de spins. Notre étude a pour objectif la mise en évidence des mécanismes qui gouvernent ces propriétés de transport, notamment à travers l’étude des interactions entre les spinons, les phonons et les défauts. Les interactions spinons (phonons)-défauts ont été sondées par l’introduction intentionnelle de dopants (1-2%) non-magnétiques sur le site du cuivre : Mg²⁺, Zn²⁺, Pd²⁺ ou Ni²⁺, ou encore par l’introduction d’éléments possédant des degrés d’oxydation différents sur le site du strontium : La³⁺ ou K⁺. Les composés ont été synthétisés sous leur forme monocristalline par la méthode de fusion de la zone solvante. Des caractérisations structurales, magnétiques et thermiques des composés purs et dopés ont été réalisées. Les spectres d’excitations magnétiques de ces cuprates ont été déterminés par diffusion inélastique de neutrons, spectroscopie RMN et spectroscopie de photoémission résolue en angle afin de révéler l’impact de la substitution. L’étude des spectres de phonons a également été réalisée par diffusion inélastique de neutrons. Les résultats de ces mesures sont corrélés aux propriétés de conduction thermique des composés purs et dopés
This manuscript deals with the study of low dimensional cuprates, namely, the spin chains systems SrCuO₂ and Sr₂CuO₃. These two compounds exhibit highly anisotropic thermal conduction properties along the spin-chains direction, where magnetic thermal conduction contributes to the heat transport process via spinon excitations. Our study aims to highlight the mechanisms that govern the heat transport properties, particularly through the study of the scattering channels involving spinon, phonon and defects. The spinon (phonon)–defect scattering was probed by the intentional introduction of nonmagnetic dopants (1-2%) on the copper site, by: Mg²⁺, Zn²⁺, Pd²⁺ or Ni²⁺, or by the introduction of elements carrying different oxidation level on the strontium site, by: La³⁺ or K⁺. Single crystals of the pure and doped materials have been grown by the travelling solvent floating zone method. The structural, magnetic and thermal characterizations of the pure and doped compounds were performed. The magnetic excitation spectra of the compounds were determined by inelastic neutron scattering, NMR spectroscopy, and angle resolved photoemission spectroscopy to reveal the impact of the substitution on the spin dynamics of the doped compounds. The study of phonon spectra has also been performed by inelastic neutron scattering. Results from inelastic neutron scattering have been correlated to the heat transport properties of the pristine and substituted materials

Un gaz electronique quasi unidimensionnel ou bidimensionnel peut etre le siege d'instabilites qui se traduisent par la condensation d'ondes stationnaires de densite de charge ou de spin. Ces condensations se traduisent par des transitions metal-isolant ou metal-(semi) metal selon la topologie de la surface de fermi. Elles peuvent coexister ou entrer en competition avec une autre instabilite qui est la supraconductivite, sous l'influence de divers parametres physiques tels que la temperature ou le champ magnetique. Les etudes experimentales sont principalement focalisees sur l'influence d'un champ magnetique intense (jusqu'a 37t) sur les proprietes de transport electronique de trois composes organiques de basse dimensionnalite: le sel de bechgaard (tmtsf)#2no#3 et les composes bidimensionnels (bedt-ttf)#2tlhg(secn)#4 et (bedt-tsf)#2fecl#4. Une etude detaillee de la magnetoresistance de (tmtsf)#2no#3 nous a permis de mettre en evidence deux series d'oscillations quantiques dans l'etat onde de densite de spin. Une analyse de la magnetoresistance a haute temperature et de l'effet du champ magnetique sur la temperature de transition onde de densite de spin completent l'etude de (tmtsf)#2no#3. La famille (bedt-ttf)#2x ou x est un anion monovalent est a l'origine d'un renouveau de la fermiologie. Dans ce contexte, une analyse de la magnetoresistance du compose (bedt-ttf)#2tlhg(secn)#4, jusqu'a des temperatures de 80mk, revele des oscillations de shubnikov-de haas geantes que nous avons attribuees a la nature tres bidimensionnelle de la surface de fermi. La presence des ions magnetiques fe#3#+ dans le compose (bedt-tsf)#2fecl#4 offre une opportunite d'interactions d'echange entre des colonnes de spins localises s = 5/2 et les spins des electrons de conduction repartis dans des plans de molecules bedt-tsf. L'application d'un champ magnetique induit la restauration d'un etat metallique au dessus de 10t et contribue a un diagramme de phase original. Pour completer cette etude, l'etat fondamental de (bedt-tsf)#2fecl#4 est analyse par resonance paramagnetique electronique (rpe)

L’intercalation de métaux dans le graphite a été réalisée pour la première fois en 1926. Depuis cette découverte, de nombreux composés binaires et ternaires ont été synthétisés. Au cours de ce travail, la méthode solide-liquide en milieu alliage fondu à base d’alcalin a d’abord été utilisée afin d’intercaler l’or dans le graphite à l’aide du potassium. Puis, l’intercalation du calcium dans des matériaux B-C-N de structure graphitique a été réalisée par le biais du lithium. La diffraction des rayons X, l’analyse par faisceau d’ions, la microscopie électronique ainsi que les techniques spectroscopiques associées ont été mises en œuvre pour caractériser ces nouveaux composés. Dans le cas du système graphite-potassium-or, trois nouveaux composés ternaires de premier stade et de distances interplanaires très différentes (1311, 953 et 500 pm) ont pu être synthétisés. Le composé K1,3Au1,5C4 a été isolé de façon reproductible et présente selon l’axe c une séquence d’empilement K-Au-Au-Au-K pour l’insérat. L’étude du mécanisme d’intercalation menant à ce composé a mis en évidence un intermédiaire réactionnel de formule K1,6Au0,7C4 dont le feuillet inséré est tricouche. Le troisième composé, KAu0,7C4, constitué de deux couches mixtes or-potassium, s’est quant à lui révélé métastable. Parallèlement, l’intercalation d’un alliage Li-Ca dans le matériau B-C-N a été réalisée avec succès. L’analyse par faisceau d’ions de l’hôte a permis de doser sur un même échantillon la teneur en bore, carbone et azote, conduisant à une formule B2C5N. Les mesures effectuées sur le matériau intercalé montrent la préservation du réseau hôte et l’insertion de 0,6 atome de lithium par atome de calcium
Since the discovery in 1926 of the first graphite intercalation compounds containing alkali metals, numerous binary and ternary compounds have been synthesized. In this work, solid-liquid method in alkali metal based molten alloys has been employed to intercalate gold into graphite using potassium as an intercalation vector for opening the van der Waals’s gaps and decreasing the reaction temperature. Then, lithium has been used to assist the intercalation of calcium into B-C-N compounds. X-ray diffraction, ion beam analysis, electron microscopy and associated spectroscopy techniques have been performed to characterize the as-prepared compounds. In the case of graphite-potassium-gold system, three novel ternary first stage intercalation compounds with very different repeat distances (1311, 953 and 500 pm) have been synthesized. The K1.3Au1.5C4 compound, isolated in a reproducible fashion, presents a K-Au-Au-Au-K c-axis stacking sequence for the intercalated sheets. The study of its intercalation mechanism evidenced an intermediate product which chemical formula is K1.6Au0.7C4, with three-layered intercalated sheets. The third compound KAu0.7C4 is metastable and contains in each van der Waals‘s gap two successive layers containing a mixture of gold and potassium. Elsewhere, the intercalation of a Li-Ca alloy into B-C-N host material has been successfully carried out. The ion beam analysis of the pristine B-C-N lead to determine on a same sample the amount of boron, carbon and nitrogen with the corresponding B2C5N formula. The experiments realized on the intercalated compound showed the preservation of the host lattice and the intercalation of 0.6 lithium per calcium atom

Les propriétés électriques et physiques de structures à faible dimensionalité ont été étudiées pour des applications dans des domaines divers comme l'électronique, les capteurs. La mesure du bruit bruit à basse fréquence est un outil très utile pour obtenir des informations relatives à la dynamique des porteurs, au piègeage des charges ou aux mécanismes de collision. Dans cette thèse, le transport électronique et le bruit basse fréquence mesurés dans des structures à faible dimensionnalité comme les dispositifs multi-grilles (FinFET, JLT...), les nanofils 3D en Si/SiGe, les nanotubes de carbone ou à base de graphène sont présentés. Pour les approches " top-down " et " bottom-up ", l'impact du bruit est analysé en fonction de la dimensionalité, du type de conduction (volume vs surface), de la contrainte mécanique et de la présence de jonction metalsemiconducteur.

Au long de ce manuscrit de thèse je présenterai des effets non linéaires émergents dans les condensats d'exciton-polaritons spineurs. Après un chapitre d'introduction amenant les notions de bases nécessaires, je me concentrerai dans une première partie sur les défauts topologiques quantifiés par des nombres demi-entiers et discuterai leur stabilité, accélération et nucléation en présence de champs magnétiques effectifs. Nous verrons que ces objets se comportent comme des charges magnétiques manipulables démontrant une analogie fascinante avec les monopoles de Dirac. De manière remarquable nous verrons également que ces objets peuvent être utilisés comme des signaux stables pour sonder la physique d'analogues acoustiques de trous noirs. Dans une seconde partie j'étudierai des structures de basse dimensions. Plus particulièrement, je décrirai la formation de solitons de bande interdite et les oscillations de Bloch des exciton-polaritons dans des microfils comportant des structures périodiques et d'autre part les oscillations Josephson à température ambiante dans des paires de micropilliers couplés.

Les propriétés électriques et physiques de structures à faible dimensionalité ont été étudiées pour des applications dans des domaines divers comme l'électronique, les capteurs. La mesure du bruit bruit à basse fréquence est un outil très utile pour obtenir des informations relatives à la dynamique des porteurs, au piègeage des charges ou aux mécanismes de collision. Dans cette thèse, le transport électronique et le bruit basse fréquence mesurés dans des structures à faible dimensionnalité comme les dispositifs multi-grilles (FinFET, JLT...), les nanofils 3D en Si/SiGe, les nanotubes de carbone ou à base de graphène sont présentés. Pour les approches " top-down " et " bottom-up ", l'impact du bruit est analysé en fonction de la dimensionalité, du type de conduction (volume vs surface), de la contrainte mécanique et de la présence de jonction metal-semiconducteur.

La durée de vie des porteurs minoritaires est l'un des principaux paramètres mesurés dans les semi-conducteurs et la décroissance de photoconductivité (PCD) l'une des méthodes les plus largement utilisées pour ce type de mesure. Aujourd'hui, grâce aux divers équipements automatisés, la mesure de durée de vie est devenue une caractérisation de routine qui permet de juger de la qualité d'un matériau dans tous les secteurs utilisant les semi-conducteurs. Cependant, l'utilisation de micro- et nano-matériaux dans l'industrie du photovoltaïque et de la microélectronique requière l'adaptation des techniques existantes (PCD, photoluminescence etc.). En effet, avec la réduction des dimensions (couches ultraminces telles que les couches épitaxiées, couches SOI « silicon on insulator », et nanostructures), l'influence de la surface (états d'interfaces, pièges, etc.) devient prépondérante. La présence des substrats utilisés pour les croissances ou report de couche de ces différentes structures perturbe également les mesures. Ceci rend difficile l'adaptation des méthodes de mesure de durée de vie classiques comme, par exemple, le déclin de photoconductivité. Au cours de cette thèse nous nous sommes attachés à adapter des techniques de caractérisation de durée de vie à des matériaux de faibles dimensions. Nous avons tout d'abord caractérisé des échantillons massifs et des couches épitaxiées d'une épaisseur de l'ordre de la dizaine de micromètres. Nous avons proposé une technique qui consiste à déterminer simultanément la durée de vie en volume et la vitesse de recombinaison en surface des porteurs minoritaires dans d'une couche épitaxiée, à partir de la mesure de l'intensité de photoluminescence. La méthode développée consiste à calculer le rapport de l'intensité de photoluminescence (RPL) mesurée à différentes longueurs d'onde et pour différentes puissances d'excitation. Ces rapports RPL expérimentaux sont ensuite comparés aux rapports RPL simulés, ce qui permet d'évaluer la vitesse de recombinaison en surface et le temps de vie en volume. Nous avons ensuite étudié des couches semi-conductrices ultraminces de l'ordre de la centaine de nanomètres dans des structures de type SOI (silicon on insulator). Après un rappel des méthodes de fabrication et de quelques-unes des utilisations, nous avons analysé les méthodes électriques existantes permettant de déterminer la qualité des substrats SOI. Cela nous a amené à proposer une nouvelle méthode de caractérisation apportant des solutions aux limitations de ces techniques. Cette méthode se base sur une mesure courant-tension sous obscurité et sous éclairement en configuration PSEUDO-MOSFET où le substrat de la structure SOI sert de grille du transistor et deux pointes déposées sur le film de silicium servent de source et drain. Nous avons appliqué cette nouvelle méthode de caractérisation de la durée de vie des porteurs de charge à un substrat SOI et avec l'aide de la simulation numérique, nous avons pu expliquer les phénomènes de recombinaison aux interfaces et extraire les paramètres associés. Enfin, la dernière partie de ce travail de thèse concerne l'étude des nanofils pour des applications photovoltaïques. Dans les nanofils, le rapport surface sur volume augmente considérablement ce qui entraîne une diminution de la durée de vie effective due à l'augmentation de l'influence des surfaces. Le fonctionnement des cellules solaires à base de nanofils que nous avons étudiées est très dépendant de la qualité des interfaces. Nous avons analysé ces cellules grâce à la méthode RRT (« Reverse Recovery Transient ») basée sur la proportionnalité qui existe entre la quantité de charges stockées dans les régions neutres des jonctions pn polarisées et la durée de vie des porteurs minoritaires. Ce type de structure étant assez complexe, nous avons utilisé des simulations numériques pour analyser les phénomènes de recombinaison au sein de la cellule solaire et extraire les densités de défauts aux interfaces
The minority carrier lifetime is one of the main parameters used to analyse the semiconductors quality and photoconductivity decay (PCD) is one of the most widely used lifetime characterization method. Thanks to the variety of automated equipment that has developed, lifetime measurement has become a routine technique to assess the quality of semiconductors. However, the micro and nano materials used in the photovoltaic and microelectronics industry require an adaptation of the existing methods (PCD, photoluminescence etc.). Indeed, with reduced dimensions (epitaxial layers, SOI “Silicon on Insulator”, nanostructures and nanowires), the influence of the surface (interface states density, traps, etc.) becomes predominant. The presence of the substrates used for the material growth or for the layer transfer can also influence the measures. Consequently traditional methods of lifetime measurement are difficult to apply to low dimensional materials. This thesis is focused on the measurement of minority carrier lifetime in micro and nano materials (bulk, epitaxial layer, silicon on insulator and nanowires) with a special emphasis on the adaptation of the characterization tools to the material thickness. We have studied first bulk samples and epitaxial layers (with thicknesses around 50µm) by photoluminescence. We have developed a method to determine simultaneously the bulk lifetime and the surface recombination velocity using room temperature photoluminescence measurement. The procedure consists in measuring the photoluminescence intensity ratio at different incident laser wavelengths and power. These photoluminescence ratios are then compared with analytical simulations, which allow us to evaluate the surface recombination velocity and the bulk lifetime. We have then investigated SOI (Silicon on insulator) structures with ultrathin semiconductor layers of the order of 100 nanometers. After a brief description of the manufacturing methods and of some of their uses, we have analyzed the existing electrical methods used to evaluate the quality of SOI substrates. This led us to propose a new characterization method to overcome the limitations of these techniques. This method is based on a current-voltage measurement in the dark and under illumination called PSEUDO-MOSFET (the substrate of the SOI structure serves as the transistor gate and the two contact points deposited on the silicon film are used as the source and drain). We applied this new method to characterize the lifetime of a SOI substrate and with the help of numerical simulation, we were able to explain the recombination mechanism associated with interfaces and extract the parameters. Finally, the last chapter concerns the study of nanowires for photovoltaic applications. In the nanowires, the surface to volume ratio greatly increases leading to a decrease of the effective lifetime due to the increased influence of the surfaces. In this chapter, we have studied the minority carrier lifetime in core-shell nanowire-based solar cells under dark conditions with a purely electrical approach called reverse recovery transient (RRT). This method is based on storage time measurement which depends essentially on the amount of stored charges in the biased junction and can be used to calculate the minority carrier lifetime. Numerical simulations have also been done to explain the measurements and to validate the theory and the hypotheses used for parameter extraction

Cette tbese comprend une étude sur les composés AB2O6 qui ont attiré un large intérêt ces dernieres années grâce à leurs propriétés de magnétisme de basse dimensionalité. Pour mieux étudier les propriétes magnétiques et les parametres qui les influencent oous oous sommes appuyé sur une bonne connaissance de la stmcture cristalline. Tous les écbantillons ont été étudié par diffraction de rayons X (pression ambiante ou sous hautes pressions) et neutroDique (basse et/ou baute température). Nous avons également effectué d'autres caractérisations, telles que mesures de susceptibilité, de cbaleur spécifique et spectroscopie Mossbauer. Nous avons produit la série MnNb2_6 V 80 6 afio de faire varier les distances intercbaines magnétiques et donc la nature des interactions d'échanges. Ces composés sont intéressants pour préseoter une faible anisotropie et un couplage des moments magnétiques dans les chaines en zig-zag le long de l'axe c, ce qui leur confere un caractere unidimensionnel et un couplage antiferromagnétique entre les chames. Nous avons fait une comparaison avec le modele théorique de la chaine d'Heisenberg classique et obtenu des constantes d'échange intra et intercbatnes, J et J', et sa dépendance par rapport à la teneur 8. Ensuite, nous avons fait une étude des séries MnxAt-xNb206 avec A = Fe, Co et Ni. Notre but a été de vérifier comment la nature et la différence de rayons atomiques peuvent influer sur le comportement structural et magnétique de ces composés. Pour ceux qui n'ont pas présenté de mise en ordre magnétique à 1,5 K nous avons fait une étude des corrélations à courtes distances en utilisant le modele de Bertaut La mise en reuvre de synthese HP et HT nous a permis de stabiliser une phase Mn V 20 6 en symétrie orthorhombique et de mettre en jour ses propriétés physiques. Nous avons ensuite comparé avec le MnV 20 6 monoclinique et également avec le MnNb20 6 orthorhombique. Les comportements magnétiques des composés isostructuraux sont tres similaires mais dans le cas de MnNb20 6, les moments magnétiques forment des chaí'nes du type + - + - et dans la pbase Mo V 20 6 nous observons des cbalnes du type + + - -, stmct.ure inédite dans ces composés.
Esta tese compreende um estudo sobre os compostos AB2O6 que chamaram a atenção nos últimos anos graças às suas propriedades de magnetismo de baixa dimensionalidacle. Para melhor entender as propriedades magnéticas e os parâmetros que as influenciam, nos apoiamos no conhecimento da estrutura cristalina. Todas as amostras foram estudadas por difração de raios X (pressão ambiente e sob altas pressões) e de nêutrons (em baixa e em alta temperatura). Também fizemos outras caractetizações como medidas ele susceptibilidade magnética, calorespecífico e espectroscopia Mossbauer. A sé ti e MnNb2_6 V 60 6 foi produzida a fim de variar as distâncias entre as cadeias magnéticas e, com isso, a natureza das interações de troca. Estes compostos são interessantes por apresentarem baixa anisotropia, um acoplamento dos momentos magnéticos nas cadeias em zig-zag ao longo elo eixo c, conferindo-lhe o caráter unidimensional, e ainda um acoplamento antiferromagnético mais fraco entre as cadeias. É feita uma comparação com o modelo teórico de cadeia de Heisenberg clássica e são obtidas as constantes ele troca intra e intercadeias, J e J', e sua dependência em relação à ó. Em seguida, foi feito um estudo das séries MnxAt-xNb20 6 com A = Fe, Co e Ni, com o objetivo de verificar como a natureza e a diferença dos raios atômicos podem influenciar o comportamento estrutural e magnético destes compostos. Para aqueles que não apresentaram ordem magnética à l ,5 K, foi feito um estudo das conelações ele curta distância utilizando o modelo de Bertaut. Graças a síntese AP e AT conseguimos estabilizar o MnV 20 6 em simetria ortorrômbica e determinar suas propriedades físicas. Fizemos então uma comparação com o polimorfo monoclínico Mn V 206 e também com o composto ortonômbico MnNb20 6 . Os comportamentos magnéticos macroscópicos dos compostos isoestruturais são muito similares, porém no caso ela fase MnNb20 6, os momentos magnéticos formam cadeias elo tipo +- + - e na fase Mn V 20 6, as cadeias são do tipo + + - -, estrutura inédita, até então não observada nestes compostos.
This thesis comprises a study of tbe compounds of AB20 6 type that have attracted wide interest in recent years due to tbeir low-dimensional magnetism properties. To better understand tbeir magnetic properties and tbe parameters lhat influence it, we have relied on a good knowledge of lhe crystal stmcture. Ali samples were studied by X-ray diffraction (ambient pressure or under hlgh pressure) and neutron diffraction (low and/or high temperature). We also performed other cbaracterizations, such as magnetic susceptibility, specific heat and Mbssbauer spectroscopy measurements. We have produced tbe MnNb2_6 V 60 6 serie in order to vary the distances between magnetic interchains and thus the nature of lhe excbange interactions. Tbese compounds are interesting due to tbe presence of Jow anisotropy and a coupling of magnetic moments in zigzag cbains along the c-axis, whlch gives lhem a one-dimensional character, and ao antiferromagnetic coupling between cbains. We made a comparison wilh the theoretical modei of the classical Heisenberg chain and obtained the exchange constants intra- and inter-cbain, J and J', and its dependency on the content b. Then we made a study o f MnxA1_.,Nb20 6 series with A = Fe, Co and Ni. Our aim was to check how the nature and tbe difference in atomic radii can influence the stmctural and magnetic properties of tbese compounds. For those whlcb sbowed no magnetic ordering at 1.5 K we made a study of correlations at short distances using Bertaut's model. Thanks to tbe use of HP and HT synthesis we managed to stabilize MnV20 6 in orthorbombic symetry and determine its physical properties. We then performed a comparison witb the monoclinic MnV20G and with tbe 011horbombic MnNb206 compound as well. Macroscopic magnetic behaviour o f isostructural compounds are ve1y similar but in the case of MnNb20 6, the magnetic moments form + - + - type chains while the Mn V 20 6 presents cbains of + + - - type, a structure never observed before in tbis family o f compounds.

La chimie du solide des composes hybrides organiques inorganiques contenant l’uranium a été récemment enrichie par une multiplication de publications concernant des matériaux bi ou tri dimensionnels. Ce travail porte sur la synthèse hydrothermale de composés des systèmes uranyle-vanadate-amines et uranyle-phosphate-amines. La résolution des structures de ces composés s’est faite par diffraction des rayons X sur monocristal. Leur stabilité thermique a aussi été étudiée. Suivant le pH de la solution, et l’amine utilisée, différentes familles de composés apparaissent. A pH basique, les composés obtenus sont bidimensionnels avec des couches correspondant à celles des phases naturelles, à savoir couches de type carnotite pour les uranyle-vanadates ou de type autunite pour les uranyle-phosphates. A pH acide, des composés à charpente tridimensionnelle sont stabilisés par la présence des amines. Les arrangements résultent de couches uranyle-vanadate ou uranyle-phosphate de type uranophane reliées par des piliers uranyle. Ces arrangements présentent différents rapports U/V ou U/P selon l’isomérie géométrique de la couche uranophane. L’identification de nouveaux isomères géométriques a généré une classification de ces isomères qui permet une comparaison simple et la compréhension de leur formation. Enfin, l’utilisation de l’éthylène diamine dans le système uranyle-phosphate permet la réduction in situ de l’uranium (VI) en uranium (IV) et la formation d’un phosphate d’uranium (IV) où les couches uranium-phosphate alternent avec des couches d’éthylène diamine diprotonnée
Solid state chemistry of hybrid organic-inorganic compounds containing uranium has been enriched recently by a multiplication of papers dealing with two and three dimensional inorganic materials. This work deals with hydrothermal synthesis of compounds in the uranyl-phosphate-amine and uranyl-vanadate-amine systems. Determination of their structure was done by X-ray diffraction on single crystals. Their thermal stability was also studied. According to the pH of the initial solutions, and nature of the amine used, different families of compounds appear. With a basic pH, the obtained compounds are two dimensional with the layers corresponding to those found in naturally occurring phases, such as carnotite type layer for the uranyl-vanadate system and autunite for the uranyl-phosphate system. With an acidic pH, compounds with three dimensional frameworks are stabilized by the presence of the amines. The frameworks result from uranophane type uranyl-vanadate or uranyl-phosphate layers connected by uranyl pillars. They display different U/V or U/P ratios depending on the geometric isomer of the uranophane layer. Identification of new geometric isomers has led to a simple classification of the isomers which helps to their comparison and to the understanding of their formation. Finally, using ethylene diamine in the uranyl-phosphate system reduces in situ uranium (VI) into uranium (IV) and forms a uranium (IV) phosphate in which the uranium-phosphate layers alternate with diprotonated ethylene diamine layers

La chimie du solide des composes hybrides organiques inorganiques contenant l’uranium a été récemment enrichie par une multiplication de publications concernant des matériaux bi ou tri dimensionnels. Ce travail porte sur la synthèse hydrothermale de composés des systèmes uranyle-vanadate-amines et uranyle-phosphate-amines. La résolution des structures de ces composés s’est faite par diffraction des rayons X sur monocristal. Leur stabilité thermique a aussi été étudiée. Suivant le pH de la solution, et l’amine utilisée, différentes familles de composés apparaissent. A pH basique, les composés obtenus sont bidimensionnels avec des couches correspondant à celles des phases naturelles, à savoir couches de type carnotite pour les uranyle-vanadates ou de type autunite pour les uranyle-phosphates. A pH acide, des composés à charpente tridimensionnelle sont stabilisés par la présence des amines. Les arrangements résultent de couches uranyle-vanadate ou uranyle-phosphate de type uranophane reliées par des piliers uranyle. Ces arrangements présentent différents rapports U/V ou U/P selon l’isomérie géométrique de la couche uranophane. L’identification de nouveaux isomères géométriques a généré une classification de ces isomères qui permet une comparaison simple et la compréhension de leur formation. Enfin, l’utilisation de l’éthylène diamine dans le système uranyle-phosphate permet la réduction in situ de l’uranium (VI) en uranium (IV) et la formation d’un phosphate d’uranium (IV) où les couches uranium-phosphate alternent avec des couches d’éthylène diamine diprotonnée
Solid state chemistry of hybrid organic-inorganic compounds containing uranium has been enriched recently by a multiplication of papers dealing with two and three dimensional inorganic materials. This work deals with hydrothermal synthesis of compounds in the uranyl-phosphate-amine and uranyl-vanadate-amine systems. Determination of their structure was done by X-ray diffraction on single crystals. Their thermal stability was also studied. According to the pH of the initial solutions, and nature of the amine used, different families of compounds appear. With a basic pH, the obtained compounds are two dimensional with the layers corresponding to those found in naturally occurring phases, such as carnotite type layer for the uranyl-vanadate system and autunite for the uranyl-phosphate system. With an acidic pH, compounds with three dimensional frameworks are stabilized by the presence of the amines. The frameworks result from uranophane type uranyl-vanadate or uranyl-phosphate layers connected by uranyl pillars. They display different U/V or U/P ratios depending on the geometric isomer of the uranophane layer. Identification of new geometric isomers has led to a simple classification of the isomers which helps to their comparison and to the understanding of their formation. Finally, using ethylene diamine in the uranyl-phosphate system reduces in situ uranium (VI) into uranium (IV) and forms a uranium (IV) phosphate in which the uranium-phosphate layers alternate with diprotonated ethylene diamine layers

Dans cette recherche, on étudie les bénédictions et les malédictions dans les inscriptions phénico-puniques : dans la Phénicie, les régions du Proche-Orient ancien, dans les îles de la Méditerranée et l'Afrique du Nord. On classe ces inscriptions selon les genres littéraires des textes dont elles sont tirées : funéraires, commémoratives, votives et dédicatoires. La première partie est consacrée à l'étude des formules de bénédictions et de malédictions dans les inscriptions phéniciennes qui se trouvent en Phénicie, Anatolie, Our, Egypte et Chypre. La deuxième partie est consacrée à l'étude des inscriptions puniques dans les îles de la Méditerranée et l'Afrique du Nord : Malte, Sardaigne, Sicile. . . Carthage, Constantine, Sousse. . . La troisième partie est consacrée à des études synthétiques et thématique : étude des thèmes qui se trouvent dans les formules de bénédictions et de malédictions phénico-puniques. On termine la thèse par une conclusion générale, dans laquelle ou essaie de donner une définition de deux verbes " bénir " et " maudire " d'après leurs utilisations chez les phéniciens. À la fin on présente une série d'index générale et une bibliographie des références anciennes et récentes sur le sujet étudié
This thesis is a research on the blessings and curses in Phoenician and Punic inscriptions in Phoenicia, the region of the Ancient Near East, the islands in the Mediterranean Sea and North Africa. The inscriptions are classified by their literal genre from which are taken: funeral, commemorative, votive and dedicative. The first part treats a research on the blessing and curse formulae in the Phoenician inscriptions, which are found in Phoenicia, Anatolia, Ur, Egypt and Cyprus. The second part treats a research on the Punic inscriptions from the islands in the Mediterranean Sea and North of Africa: Malta, Sardaigna, Sicily. . . Carthage, Constantine, Sousse. . . The third part treats a synthetical and thematical studies: research on subjects which are found in the Phoenician and Punic blessing and curse formulae. The thesis finish by a conclusion in which is tried to give a definition of tow verbs: "to bless" and "to curse" as used by the Phoenicians. At the end, several general indexes and a bibliography of ancient and recent references can be found

Cette thèse comprend une étude sur les composés AB₂O₆ qui ont attiré un large intérêt ces dernières années grâce à leurs propriétés de magnétisme de basse dimensionnalité. Pour mieux étudier les propriétés magnétiques et les paramètres qui les influencent nous nous sommes appuyés sur une bonne connaissance de la structure cristalline. Tous les échantillons ont été étudié par diffraction de rayons X (pression ambiante ou sous hautes pressions) et neutronique (basse et/ou haute température). Nous avons également effectué d’autres caractérisations, telles que mesures de susceptibilité, de chaleur spécifique et spectroscopie Mössbauer. Nous avons produit la série MnNb2-xVxO6 afin de faire varier les distances interchaînes magnétiques et donc la nature des interactions d’échanges. Ces composés sont intéressants pour présenter une faible anisotropie et un couplage des moments magnétiques dans les chaînes en zig-zag le long de l’axe c, ce qui leur confère un caractère unidimensionnel et un couplage antiferromagnétique entre les chaînes. Nous avons fait une comparaison avec le modèle théorique de la chaîne d’Heisenberg classique et obtenu des constantes d’échange intra et interchaînes, J et J', et sa dépendance par rapport à la teneur x. Ensuite, nous avons fait une étude des composés MnxA1-xNb2O6 avec A = Fe, Co et Ni. Notre but a été de vérifier comment la nature et la différence de rayons atomiques peuvent influer sur le comportement structural et magnétique de ces composés. Pour les composés qui n’ont pas présenté de mise en ordre magnétique à 1,5 K nous avons fait une étude des corrélations à courtes distances en utilisant le modèle de Bertaut. La mise en œuvre de synthèse HP et HT nous a permis de stabiliser une phase MnV2O6 en symétrie orthorhombique et de mettre en jour ses propriétés physiques. Nous avons ensuite comparé avec le MnV2O6 monoclinique et également avec le MnNb2O6 orthorhombique. Les comportements magnétiques des composés isostructuraux sont très similaires mais dans le cas de MnNb2O6, les moments magnétiques forment des chaînes du type + - + - et dans le composé MnV2O6 nous observons des chaînes du type + + - -, structure inédite dans ces composés
This thesis comprises a study of the compounds of AB₂O₆ type that have attracted wide interest in recent years due to their low-dimensional magnetism properties. To better understand their magnetic properties and the parameters that influence it, we have relied on a good knowledge of the crystal structure. All samples were studied by X-ray diffraction (ambient pressure or under high pressure) and neutron diffraction (low and/or high temperature). We also performed other characterisations, such as magnetic susceptibility, specific heat and Mössbauer spectroscopy measurements. We have produced the MnNb2-xVx O6 serie in order to vary the distances between magnetic interchains and thus the nature of the exchange interactions. These compounds are interesting due to the presence of low anisotropy and a coupling of magnetic moments in zigzag chains along the c-axis, which gives them a one-dimensional character, and an antiferromagnetic coupling between chains. We made a comparison with the theoretical model of the classical Heisenberg chain and obtained the exchange constants intra- and interchain, J and J', and its dependency on the content x. Then we made a study of MnxA1-xNb2O6 compounds with A = Fe, Co and Ni. Our aim was to check how the nature and the difference in atomic radii can influence the structural and magnetic properties of these compounds. For compounds which showed no magnetic ordering at 1.5 K we made a study of correlations at short distances using Bertaut’s model. Thanks to the use of HP and HT synthesis we manage to stabilized MnV2O6 in orthorhombic symetry and determine its physical properties. We then perfomed a comparison with the monoclinic MnV2O6 and with the orthorhombic MnNb2O6 compound as well. Macroscopic magnetic behaviour of isostructural compounds are very similar but in the case of MnNb2O6, the magnetic moments form + - + - type chains while the MnV2O6 presents chains of + + - - type, a structure never observed before in this family of compounds

Les proprietes de transport (magnetoconductivite, effet hall, ondes de densite de charge, ondes de densite de spin, transitions supraconductrices) des oxydes metalliques et supraconducteurs quasi-bidimensionnels sont etudiees a basse temperature

Depuis ces dernières années, la chimie du titane et plus particulièrement celle du dioxyde (TiO2) fait l'objet d'une grande activité de recherche tant sur le plan fondamental qu'appliqué. Les principales applications concernent, en effet, des thématiques associées aux problèmes de protection de l'environnement qui ont pour objectifs la purification de l'air et la dépollution de l'eau à travers la photocatalyse. Dans de telles applications, les performances de TiO2 pourraient être optimisées par un contrôle spécifique, à l'échelle micro- ou mésostructurale, de la morphologie du matériau. La nano-structuration de TiO2 peut s'avérer également très intéressante dans la réalisation de membranes pour la séparation des gaz, de matériaux d'électrode nanoporeux pour le développement de nouveaux types de cellules solaires, et comme couches actives dans la conception de systèmes électrochromes. . .

La méthode d’identification bayesienne est une approche qui peut tenir compte des différentes sources d’incertitude présentes dans le problème et permet d’estimer l’incertitude avec laquelle les paramètres sont identifiés. Cependant, à cause du coût numérique, les applications de l’identification bayesienne des propriétés matériaux nécessitaient soit des modèles d’incertitude simplistes ou n’utilisaient pas la méthode à son potentiel entier. Nous proposons l’utilisation de la méthode des surfaces de réponse, des méthodes de réduction de dimensionnalité telles que l’adimensionnalisation et la décomposition orthogonale propre pour palier aux problèmes de temps de calcul rendant possible l’utilisation du potentiel entier de l’approche bayesienne. Nous appliquons cette approche à deux problèmes d’identification de propriétés élastiques orthotropes : d’abord une identification à partir de mesures de fréquence propres de plaques, ensuite à partir de mesures de champ sur une plaque trouée
The Bayesian method is a powerful approach to identification since it allows to account for uncertainties that are present in the problem as well as to estimate the uncertainties in the identified properties. Due to computational cost, previous applications of the Bayesian approach to material properties identification required simplistic uncertainty models and/or made only partial use of the Bayesian capabilities. We propose the use of response surface methodology, dimensionality reduction methods including nondimensionalization, global sensitivity analysis and proper orthogonal decomposition to alleviate computational cost and allow full use of the Bayesian approach. We apply the proposed Bayesian approach to two identification problems of orthotropic elastic constants: first from natural frequencies of a vibrating composite plate, then from full field displacement measurements on a plate with a hole

Mesures de resistance continue sur gaas effectuees sous champ magnetique, champ electrique continu, en impulsions, en hyperfrequences. Quelques effets lies aux longueurs de coupures sont analyses : basse dimensionnalite, cross-over dimensionnels, taille finie du desordre. Ce dernier effet apparait dans la magnetoresistance a la limite "haute temperature" et il provoque une non-linearite en champ electriqu liee a la diffusion elastique sous champ electrique. A basse temperature, l'attenuation de la localisation par le champ electrique est essentiellement un effet thermodynamique : les electrons sont chauffes au dessus de la temperature des phonons

Les propriétés intrinsèques extraordinaires de ces matériaux de faible dimension dépendent fortement de l'environnement auquel ils sont soumis. Par conséquent, ils doivent être préparés, traités et caractérisés sans défauts. Dans cette thèse, je discute de la manière de contrôler l'environnement des nanomatériaux de faible dimension tels que le graphène, le MoS$_{2}$ et les nanotubes de carbone afin de préserver leurs propriétés physiques intrinsèques. De nouvelles solutions pour l'amélioration des propriétés sont discutées en profondeur. Dans la première partie, nous fabriquons des dispositifs d'hétérostructure à base de graphène de Van der Waals (VdW) de dernière génération, en contact avec les bords, encapsulés dans du nitrure de bore hexagonal (hBN), afin d'obtenir un transport balistique. Nous utilisons une technique basée sur des mesures de bruit 1 / f pour sonder le transport de masse et de bord lors de régimes Quantum Hall entiers et fractionnaires. Dans la deuxième partie, le même concept de fabrication des hétérostructures VdW a été étendu pour encapsuler la couche monocouche MoS $_{2}$ dans le hBN afin d'en modifier les propriétés optiques. À cet égard, nous présentons une étude approfondie sur l'origine et la caractérisation des défauts intrinsèques et extrinsèques et leur incidence sur les propriétés optiques. En outre, nous décrivons une technique pour sonder le couplage entre couches ainsi que la génération de lumière avec une résolution spatiale inférieure à la limite de diffraction de la lumière. Enfin, nous discutons d'un processus systémique naturel visant à améliorer les propriétés mécaniques de la soie polymérique naturelle à l'aide d'une nanotubes de carbone à paroi unique fabriqués par HipCO comme aliment pour le ver à soie
The extraordinary intrinsic properties of low dimensional materials depend highly on the environment they are subjected to. Hence they need to be prepared, processed and characterized without defects. In this thesis, I discuss about how to control the environment of low dimensional nanomaterials such as graphene, MoS2 and carbon nanotubes to preserve their intrinsic physical properties. Novel solutions for property enhancements are discussed in depth. In the first part, we fabricate state-of-the-art, edge-contacted, graphene Van der Waals(VdW) heterostructuredevices encapsulated in hexagonal-boron nitride(hBN), to obtain ballistic transport. We use a technique based on 1/f-noise measurements to probe bulk and edge transport during integer and fractional Quantum Hall regimes. In the second part, the same fabrication concept of VdW heterostructures has been extended to encapsulate monolayer MoS2 in hBN to improve optical properties. In this regard we present an extensive study about the origin and characterization of intrinsic and extrinsic defects and their affect on optical properties. Further, we describe a technique to probe the interlayer coupling along with the generation of light with spatialresolution below the diffraction limit of light. Finally, we discuss a natural systemic process to enhance the mechanical properties of natural polymer silk using HipCO-made single walled carbon nanotubes as a food for silkworm

L’analyse consacrée aux ressources du discours polémique s’inscrit dans le cadre de la communication humaine. Cette étude a été appréhendée en rapport avec le dynamisme de la pratique discursive dans une perspective rhétorique et énonciative. Le discours violent qui fonde l’esthétique du corpus textuel ressort des phénomènes historiques et existentiels. Les trois romans peignent une société à la fois anomique et anormale. A travers la parole violente empreinte d’amplifications, de redondances, de métaphores (notamment celle du rouge), d’ironies, de vocabulaire régional de la patrie de l’auteur, et d’autres stratégies d’appel à l’émotion, l’écrivain se pose en donneur de leçon chargé de restaurer la (vraie) paix dans son pays et la dignité de ses compatriotes. A la violence inouïe de l’animal politique, c’est-à-dire celle qui a fait effondrer les valeurs sociales d’un peuple, s’oppose une autre : la violence didactique. Celle-ci est à la fois libératrice et constructive. En présentant un tableau sombre des dirigeants qui sèment la terreur dans leur propre peuple, et en décrivant le peuple de la manière outrageante, la parole polémique remplit la fonction perlocutoire : elle vise à faire agir le lecteur virtuel selon les attentes de l’écrivain
The analysis of the resources devoted to controversial speech (polemic discourse) is part of human communication. The study was apprehended in connection with the dynamism of discurvive practice in a rhetorical and enunciative perspective. Violent speech that justifies the esthétique of the corpus is based on historical and existential phenomena. The three novels paint a society that is both abnormal and anomic. Through conflictual language filled in by hyperboles, duplication, metaphors (especially red), ironies, vocabulary from the regional home to the author, and other strategies for appealing to emotion, writer arises in giving lesson to restore the (real) peace in his country and the dignity of his compatriots. At the unprecedented violence of the ‘political animal’, ie one that has social values collapse of a people, opposes another: didactic violence. It is both liberating and constructive. By presenting a grim picture of leaders who sow terror in their own people, and by describing the people excessively, violent speech carries out the perlocutoire function: it compels the virtual public to react in accordance with the author’s expectations