Tesi sul tema "Oxyde conducteur"
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Goux, Aurélie. "Electrodépôt en présence d'additifs d'un oxyde semi-conducteur : le ZnO". Paris 6, 2004. http://www.theses.fr/2004PA066141.
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Le, Boulbar Emmanuel. "Croissance par ablation laser pulsé de nouvelles phases d'oxyde de titane pour l'électronique transparente et la conversion de photons". Phd thesis, Université d'Orléans, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00667730.
Abstract (sommario):
Le photovoltaïque nécessite de nouveaux matériaux pour diminuer ces coûts et améliorer les rendements. Ces travaux de thèse ont concerné le développement de nouvelles phases d'oxyde de titane pour l'électronique transparente et la conversion de photon appliquée au PV silicium. L'ablation laser pulsé est une méthode de croissance particulièrement adaptée pour la prospection de matériaux aux propriétés innovantes. Le contrôle des phases anatase, rutile et d'une phase de composition TiO1.45 épitaxié en fonction de la pression partielle d'oxygène a permis de réaliser des films aux propriétés électriques, optiques innovantes. Un film biphasé anatase/rutile dopé niobium (TNO1.80) présente ainsi une transition métal-semi-conducteur aux alentours de 68K. Par ailleurs, le film de composition TiO1.45 épitaxié s'est révélé être un oxyde transparent conducteur de type p. La découverte de ce nouveau p-TCOs a été valorisée et validée par l'élaboration d'une homojonction p - n transparente. Les matrices d'oxyde de titane rutile et anatase ont également été utilisées pour accueillir des ions terres rares Ln3+ afin de convertir les photons ultra-violet du spectre solaire incident vers le proche infrarouge (800 > λ > 1100 nm). Le transfert d'énergie des matrices TiO2 vers les dopants Ln3+ a été étudié en fonction de la structure, de la quantité de dopant ainsi que la qualité de la microstructure des films dopés Ln3+ (Ln3+=Pr3+,Tm3+,Eu3+,Yb3+,Nd3+).
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Chmielowski, Radoslaw. "Bicouche oxyde ferroélectrique / oxyde conducteur Bi3. 25La0. 75Ti3O12 / Sr4Ru2O9 : élaboration par ablation laser, caractérisations structurales et propriétés électrique". Toulon, 2007. http://www.theses.fr/2007TOUL0007.
Abstract (sommario):
Des bicouches oxyde ferroélectrique / oxyde conducteur, Bi3. 25La0. 75Ti3O12 (BLT) / Sr4Ru2O9 / Si[100] ont été élaborées par ablation laser et caractérisées du point de vue structural (microscopies électroniques, diffraction de rayons X), ainsi que des propriétés électriques (spectroscopie d’impédance et Van der Pauw). L’obtention de Sr4Ru2O9 sous forme de film constitue une première. Nous avons montré que Sr4Ru2O9 est un oxyde conducteur à haute température, alors qu’il présente un comportement semi conducteur à basse température. Concernant les couches de BLT, la polarisation est en dehors du plan pour les couches minces et parallèle au plan dans les couches épaisses qui présentent une orientation préférentielle (00). Une couche intermédiaire à base de SrTiO3 a été mise en évidence par microscopie électronique entre le substrat oxyde Sr4Ru2O9 et la couche de BLT. Elle se forme au détriment du matériau ferroélectriqueBilayers ferroelectric oxide / conductive oxide, Bi3. 25La0. 75Ti3O12 (BLT) / Sr4Ru2O9 / Si[100] were elaborated by pulsed laser deposition. Structural characterizations were done by electron microscopy and X-ray diffraction; electrical properties were measured by impedance spectroscopy and Van der Pauw’s method. It is the first time that Sr4Ru2O9 is elaborated as thin films. We have shown that Sr4Ru2O9 is a conductive oxide at high temperature and has a semiconductor behavior at low temperature. The BLT thin films have polarization out of the substrate plane. Thick films of the BLT have polarization in the plane, which corresponds to a preferential orientation (00l). An intermediate layer, based on SrTiO3, between the substrate oxide Sr4Ru2O9 and the layer of BLT, was highlighted by electron microscopy. This phase grows at the cost of the ferroelectric material
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Ledru, Romuald. "Mesure par spectroscopie d'admittance de jonctions Métal/Oxyde/Semi-Conducteur Organique : Analyse de la réponse diélectrique du pentacène". Thesis, Reims, 2012. http://www.theses.fr/2012REIMS035/document.
Abstract (sommario):
Les transistors organiques sont la base de nombreuses applications de l'électronique organique mais leur rendement électrique ainsi que leur stabilité dans le temps sont encore des verrous technologiques devant être levés. De plus, le phénomène de transport de charges dans ces dispositifs reste une notion encore à l'étude même si différents modèles sont utilisés afin d'expliquer l'effet de champ des transistors organiques. C'est dans ce cadre que s'inscrit cette étude portant sur la caractérisation par spectroscopie d'admittance de jonctions Métal/oxyde/semi conducteur organique/métal. Elle a pour but d'analyser le comportement électrostatique du semi conducteur organique. Les mesures de spectroscopie d'admittance ont été réalisées sur une large bande de fréquence (0.1Hz à 1Mhz) dans laquelle les pertes diélectriques mesurées peuvent être associées à des phénomènes d'orientation (oscillation) de dipôles présents dans la structure. Les réponses en fréquences montrent trois types de comportements dynamiques. A basses fréquences, nous avons observé une diffusion ionique, liée au déplacement d'ions H+ à travers la structure. A hautes fréquences, la réponse est due aux imperfections de l'oxyde. Enfin, aux fréquences intermédiaires, la réponse du semi-conducteur organique est identifiée et attribuée à des dipôles permanents. A partir de ces différentes réponses, un modèle analytique est établi et permet de décrire l'ensemble des réponses dynamiques. Le comportement du semi-conducteur est décrit par la somme d'une fonction de type Debye et de type Cole-Cole. L'analyse des paramètres de ce modèle a permis de mettre en évidence l'influence des dipôles permanents sur la permittivité du film de semi-conducteur organique. Enfin, ce modèle a été validé sur différents échantillons à base de pentacène et a été ensuite appliqué au Poly-3-hexylthiophèneOrganic transistors are vital in many applications of organic electronics but the electrical performance and time stability are technological limitation in order to make this technology reliable. Moreover, in these devices, the charge transport phenomenon has not to be clearly understood even if different models are commonly used to explain the field effect in organic transistors. In this context, this thesis talks about the admittance spectroscopy characterization of metal / oxide / organic semiconductor / metal junctions and analysis the organic semiconductor electrostatic behavior.The admittance spectroscopy measurements were performed on a wide frequency range (0.1Hz to 1MHz) in which the measured dielectric loss may be associated with the orientation phenomenon (as oscillation) of dipoles present in the structure.The frequency responses show three dynamic behaviors. At low frequencies (<10Hz), we observed an ionic diffusion, which is related to the ions movement of H+ through the structure. At high frequencies, (>10kHz) the response is due to defects into the oxide. Finally, at intermediate frequencies, the organic semiconductor response is identified and assigned to the permanent dipoles into the bulk. From these responses, an analytical model is developed and used to describe the dynamic responses. The semi-conductor behavior is described by the sum of a Debye and Cole-Cole function type. The analysis of the model parameters has highlighted the influence of permanent dipoles on the organic semiconductor permittivity. Finally, this model has been agreed on different samples based on pentacene and was applied to the Poly-3-hexylthiophene
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Temga, Temga. "Mouvement et piégeage des charges électriques dans un matériau non-conducteur anisotrope : Application au rutile (TiO2)". Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2004. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/ttemga.pdf.
Abstract (sommario):
La caractérisation du piégeage des charges est faite par la physique des isolants chargés qui englobe plusieurs domaines tant du point de vue fondamental qu'appliqué. Elle décrit les mécanismes de conduction et de piégeage des charges électriques dans les isolants mais aborde aussi les conditions de stabilité et de relaxation de celles-ci. Nous nous sommes intéressés aux mécanismes de piégeage des charges dans un semi-conducteur à grand gap (ou isolant à faible gap) : le dioxyde de titane, rutile. La caractérisation de ces mécanismes est faite par la méthode SEMME (Scanning Electron Microscopy Mirror Effect). Les travaux réalisés ont permis de mettre en évidence une diffusion importante des charges et plus particulièrement une conduction en surface. La forte valeur de la constante diéliectrique entraîne d'un côté un effet d'écran et de l'autre une anisotropie de la distribution des charges piégées (miroirs elliptique ou circulaire). Dans ce but, un modèle analytique est proposéNon-conductive materials and particularly solid insulators have a capacity to trap electric charges under certain conditions. The characterization of the trapping mechanisms achieved by the space charge physic, which describes not only trapping and conduction mechanisms of electric charges but also the condition of the stability and relaxation of the charges distribution. In this report, the trapping mechanisms of electric in a wide band gap semi-conductor material, are studied by the Scanning Electron Microscopy Mirror Effect. The studies have shown that electric charges diffuse, with a great leakage surface current. The high value and the anisotropy of the dielectric constant induces respectively a screening effect and an anisotropy of the distribution of trapped charges (elliptical or circular, mirors images). From the fundamental point of view, an appropiate analytical model is propose to take into account these new caracteristics
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Bergerot, Laurent. "Etude de l'élaboration d'oxyde transparent conducteur de type-p en couches minces pour des applications à l'électronique transparente ou au photovoltaïque". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GRENI003/document.
Abstract (sommario):
L'électronique transparente est actuellement limitée par la difficulté de construire une jonction p-n transparente, en raison du manque d'oxyde transparent conducteur (TCO) de type p réellement performant. L'oxyde cuivreux Cu2O est un TCO de type p prometteur, mais sa bande interdite relativement étroite pour un TCO (2,1 eV), limite sa transmittance dans le domaine visible. Dans le cadre de cette thèse, nous cherchons à augmenter cette valeur. Pour cela, nous explorons la méthode MOCVD comme technique de dépôt pour le dopage au strontium et au calcium de l’oxyde cuivreux. Ce dopage est supposé élargir la bande interdite du Cu2O d'après des calculs ab initio effectués à l'institut Tyndall, à Cork. Dans le chapitre I, nous présentons le contexte de cette thèse. Après avoir expliqué les conditions que doit remplir un matériau pour être un TCO de type p, nous présentons l'état de l'art concernant le Cu2O. Dans le chapitre II, nous présentons l'ensemble des techniques utilisées dans le cadre de cette thèse, de l'élaboration (MOCVD, recuits thermiques) à la caractérisation (MEB, MET, AFM, DRX, spectroscopie FTIR, spectroscopie Raman, XPS, spectroscopie UV-vis-NIR, mesures 4 pointes et mesures d'effet Hall). Au cours du chapitre III, l'influence des paramètres de la MOCVD sur la composition et la morphologie a été analysée pour l’élaboration de couches de Cu2O pures, non dopées en vue d'établir les conditions optimales de dépôt. Nous obtenons des couches continues sur substrat de Si/SiO2, alors qu'elles sont systématiquement hétérogènes avec des zones sans dépôt sur silicium. En outre, nous mettons en évidence le risque d'obtenir la phase cuivre métallique lorsque la concentration de précurseur est élevée, la pression partielle d'oxygène faible et/ou la température élevée. Partant de ces conditions optimales, nous étudions dans le chapitre IV l'influence du dopage au strontium sur les propriétés fonctionnelles des couches (résistivité, largeur de bande interdite et transmittance dans le visible). Une chute de la résistivité a été observée lors du dopage au strontium. Les couches non dopées ont des résistivités de l'ordre de 103 Ω.cm ou plus, contre 10 Ω.cm pour les couches contenant entre 6 et 15% de strontium. La conductivité est bien de type p avec une mobilité de l’ordre de 10 cm2.V-1.s-1 et une densité de porteur de quelques 1016 cm-3. L’écart très grand entre cette densité de porteur et la teneur globale en Sr est lié à la présence d’une contamination des couches par du carbonate et du fluorure de strontium mis en évidence par FTIR et XPS. L’influence réelle de ces impuretés n’a pu être déterminée. Enfin il n'a pas été constaté de variation significative des propriétés optiques, la bande interdite restant large d'environ 2,4 eV et la transmittance moyenne entre 500 et 1000 nm de l'ordre de 55%. Des tendances similaires sont observées dans le chapitre V qui aborde le dopage au calcium, avec comme particularité le fait pour un fort taux de dopage et sous assistance UV, d'aboutir à la présence d'espaces vides localisés à l'interface substrat/Cu2O qui pourrait être lié à la décomposition du carbonate de calcium. Finalement, nous procédons à des recuits thermiques des couches, dopées ou non, dans le chapitre VI. Pour les couches non dopées, cela permet de diminuer la résistivité jusqu’à des valeurs de 10-100 Ω.cm. Pour les couches dopées, cela permet aux couches ayant une résistivité initiale de 10 Ω.cm de descendre jusqu'à 1 Ω.cm. Au cours de cette thèse, nous avons établi les effets du dopage au Sr ou Ca qui conduisent à une forte chute de résistivité sans impact sur les propriétés optiques à la différence des résultats prévus par les calculs ab initio. Nous sommes ainsi parvenus à améliorer les propriétés des couches Cu2O transparentes de type pTransparent electronic is currently limited by the lack of a really performant p-type transparent conducting oxide (TCO), which makes the elaboration of a transparent p-n junction challenging. Cuprous oxide Cu2O is a promising p-type TCO, but its optical transmittance in the visible spectrum is limited by its relatively low band gap (2.1 eV). In this thesis, we aim at increasing this value. To achieve that, we explore MOCVD as the growth method for strontium and calcium doping of cuprous oxide. According to ab-initio calculations performed at Tyndall Institute in Cork, doping with these elements is supposed to increase the band gap of Cu2O. In chapter I, we introduce the context of this thesis. After explaining the required conditions that a material must fulfil to be a p-type TCO, we present the state of the art of Cu2O. In chapter II, we present all the techniques used in this work, from the elaboration (MOCVD, thermal annealing) to characterization (SEM, TEM, AFM, XRD, FTIR, Raman spectroscopy, XPS, UV-vis-NIR spectroscopy, 4 point probe and Hall effect measurement). In chapter III, our objective is to synthesize pure, undoped Cu2O thin films. We explore the influence of the MOCVD parameters on the films composition and morphology. We get homogenous films on Si/SiO2 substrates, while we get heterogeneous films with un-deposited parts on silicon substrate. In addition, we show the risk to get the metallic copper phase when precursor concentration is high, oxygen partial pressure is low, and/or temperature is high. This enables us to determine the optimal deposition conditions. Starting from those optimal conditions, we study the influence of strontium doping on the functional properties of the films (resistivity, band gap and visible light transmittance) in chapter IV. A decrease of resistivity was observed with strontium doping. While undoped films show resistivity values of 103 Ω.cm or more, films doped from 6 to 15% strontium show resistivity values of about 10 Ω.cm. P-type conductivity was confirmed through Hall effect measurements, with a mobility close to 10 cm2.V-1.s-1 and a charge carrier density of about 1016 cm-3. The large difference between this carrier density and the Sr concentration can be linked with the presence of a strontium carbonate and fluoride contamination that was detected by FTIR and XPS. The exact influence of those impurities is not well known. In addition, no significant variation of optical properties was observed, the band gap remained close to 2.4 eV and average transmittance in the 500-1000 nm range was about 55%. Similar tendencies were observed for calcium doping, addressed in chapter V. Calcium doping showed the particularity of leading to the presence of cavities localized at the substrate/Cu2O interface, for a high dopant concentration and under UV assistance. Eventually, we performed thermal annealing on some samples, doped and undoped, in chapter VI. For undoped samples, it allowed to decrease resistivity in the 10-100 Ω.cm range. For doped samples, it allows samples showing initial resistivity of about 10 Ω.cm to decrease it to 1 Ω.cm. No impact of thermal annealing on sample morphology or composition was observed. In this thesis, we successfully established the effects of Sr or Ca doping, which lead to a significant decrease of the resistivity without impact on the optical properties, unlike what was predicted by the ab initio calculations. We were thus able to improve the p-type transparent Cu2O thin films properties
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Nguyen, Duc-Tuong. "Utilisation d’un oxyde comme couche tampon à l’interface électrode/semi-conducteur organique dans une cellule photovoltaïque". Nantes, 2013. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=ee999c44-b1be-41e0-8376-9366df9762a7.
Abstract (sommario):
Ces travaux concernent l’utilisation d'un oxyde comme couche tampon à l'interface électrode/semi-conducteur organique dans une cellule photovoltaïque afin d’en augmenter le rendement et la durée de vie. A l’heure actuelle les performances des cellules photovoltaïques organiques sont limitées par la barrière de potentiel à l'interface électrode/semi-conducteur et le drainage médiocre des charges vers les électrodes. Notre étude porte sur l’optimisation de couches minces de NiO déposées par pulvérisation cathodique réactive DCMS et HiPIMS. Nous avons montré que les conditions de décharge telles que la pression, puissance et pourcentage de gaz réactif jouent un rôle déterminant sur la qualité des films de NiO. Les films obtenus étaient bien cristallisés avec une orientation préférentielle (111) ou (200) selon qu’ils étaient sur-stœchiométriques en nickel ou oxygène. L’écart à la stœchiométrie permettant d’augmenter la conductivité mais diminuant la transmittance. Les recuits réalisés sur ces films ont montré qu’ils devenaient transparents quelle que soit leur composition initiale tout en gardant une orientation préférentielle représentative de leur teneur en oxygène initiale. Pour les films de NiO déposés par HiPIMS nous avons montré qu’il était possible de contrôler finement la quantité d’oxygène dans nos films en faisant varier la largeur des pulses et par la même d’ajuster le gap optique depuis 3,28 eV jusque 4,18 eV en fonction de la largeur de pulse. Ensuite nous avons montré qu’en introduisant une couche mince de NiO à l’interface ITO/Organique on pouvait améliorer le rendementd'un facteur 3 et multiplier la durée de vie des cellules photovoltaïques organiquespar plus de 17. Enfin, nous avons optimisé les propriétés électriques et optiques des structures multicouches MoO3/Ag/MoO3et montré qu’on pourrait, à terme, remplacer l’ITO par une structure MoO3(20 nm)/Ag(10nm)/MoO3(35nm)This work involved the use of an oxide as the buffer layer at the electrode / organic semiconductor interface in a photovoltaic cell in order to increase the efficiency and lifetime. Currently the efficiency of organic solar cells is restricted by the high potential barrier at the electrode / semiconductor contact and inefficiencies in the transport of electric charges to the electrodes. Our study focuses on the optimization of NiO thin films deposited by reactive sputtering DCMS and HIPIMS. We have shown that the discharge conditions such as pressure, power and percentage of reactive gas play an important role on the properties of NiO thin films. The films were well crystallized with a preferential orientation (111) or (200) related to the sub-stoichiometric in oxygen or nickel. The deviation from stoichiometry leads to an increase of the conductivity but also to a decrease of the transmittance. After annealing processing, these films became transparent whatever their initial composition while maintaining a preferred orientation which is representative of their initial oxygen content. For NiO thin films deposited by HIPIMS we have proved that it was possible to precisely control the amount of oxygen in our films by varying the pulse width but also possible to adjust the optical gap from 3. 28 eV up 4. 18 eV. Then we have shown that by introducing a thin layer of NiO at the ITO / Organic semi-conductor interface, the performance and the lifetime of organic solar cells could be improve by 3 and more than 17 times respectively. Finally, we optimized electrical and optical properties of multilayer structures MoO3/Ag/MoO3 that could eventually replace the ITO by a structure MoO3 (20 nm) / Ag (10 nm) / MoO3 (35 nm)
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Ndilimabaka, Hervé Maurice. "Etude de l'oxyde magnétique semi-conducteur Fe2-xTixO3±δ : du contrôle de l'interaction d'échange à la polarisation de spin". Versailles-St Quentin en Yvelines, 2008. http://www.theses.fr/2008VERS0022.
Abstract (sommario):
Cette thèse porte sur l'étude des propriétés physiques, en films minces, de la solution solide Fe2-xTixO3-d (x=0. 5, 0. 7 et 1; 0double échange avec axe facile hors du plan, et avec elle de la magnétorésistanceThis thesis is based upon the study of physical properties, in thin films (70 double-exchange type transition with an easy axis being out of plan and magnetoresistance phenomenon are observed around T~110K
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Chehadi, Zeinab. "Nanostructures hybrides Au/Semi-conducteur : investigation des effets plasmoniques en catalyse sous lumière visible". Thesis, Troyes, 2017. http://www.theses.fr/2017TROY0016/document.
Abstract (sommario):
Grâce à ses propriétés optiques originales, une NanoParticule d’Or (NPO) excitée peut se comporter comme une nano-source de lumière, de chaleur et d’électrons chauds. Ces propriétés plasmoniques remarquables sont exploitées dans de nombreuses transformations chimiques. Dans ce contexte, la photocatalyse plasmonique basée sur le transfert d’électrons entre une NPO et un semi-conducteur a été proposée. Cependant, peu d’études sont centrées sur l’influence du plasmon et la contribution respective de ses effets locaux (thermiques et électroniques) sur ce transfert utilisé en photocatalyse. Ici, nous abordons ces problématiques à travers 3 réactions catalytiques. Premièrement, nous montrons la faisabilité de l'oxydation efficace et sélective de glycérol sans aucune source externe de chaleur grâce à l’effet thermoplasmonique local de la NPO. Nous étudions ensuite la dégradation de bisphénol-A sur différents supports catalytiques. Nos résultats montrent que la NPO joue un rôle primordial à travers le transfert d’électrons mais aussi en tant que nano-source de chaleur permettant d’accélérer la cinétique et d’éliminer ainsi totalement et rapidement ce perturbateur endocrinien. Enfin, nous avons développé un montage optique pour étudier la dégradation de polluants à l'échelle nanométrique. Pour cela, nous avons réalisé un système hybride à base de NPOs couplées à un nanofilm de TiO2 par structuration laser. Nos travaux montrent que l’activité catalytique est corrélée aux dimensions structurales des NPOs. Ces résultats ouvrent la voie vers l'exploitation de nombreux processus industriels sous lumière solaireThe excitation of Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) of Gold NanoParticles (GNPs) can give many physical effects such as near-field enhancement, heat generation and hot electron injection, which have been investigated in many chemical transformations. In that context, the plasmonic photocatalysis based on electron transfer from GNP to a semi-conductor has been proposed. However, few studies are focused on the influence of LSPR features and the respective contribution of its local effects (thermal and electronic) on the photocatalytic activity. These issues are addressed herein through 3 catalytic reactions. First, the efficient and selective oxidation of glycerol in the presence of supported GNPs is demonstrated under laser irradiation and without any external source of heat, thanks to the local heat generation and hot electron transfer. The respective contributions of these effects is further investigated in plasmonic photocatalysis by following the degradation of Bisphenol-A. Our results show that GNP plays a major role through hot electron transfer but also as a nano-source of heat that accelerates the reaction and leads to a fast and total elimination of this endocrine disruptor. Finally, an optical set-up is developed for studying the plasmonic photocatalysis at the nanoscale. For this, a hybrid system of GNPs coupled to a TiO2 nanofilm is realized by laser nanostructuring. Our investigations show that photocatalytic activity is correlated to the LSPR (size and shape of GNPs, hot spots). These results open the way for exploiting valuable and industrial reactions under solar light
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Temga, Temga Treheux Daniel. "Mouvement et piégeage des charges électriques dans un matériau non-conducteur anisotrope Application au rutile (TiO2) /". [S.l.] : [s.n.], 2004. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/ttemga.pdf.
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Koussi-Daoud, Sana. "Préparation électrochimique et caractérisation de couches nanostructurées de semi-conducteurs de type p pour cellules photovoltaïques hybrides". Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066505/document.
Abstract (sommario):
Cette thèse visait à développer des techniques de croissance électrochimiques d'oxydes pour obtenir des semi-conducteurs de type p utilisables comme photocathodes dans les cellules solaires à colorant (p-DSSC). Dans la littérature, la méthode d'électrodépôt n'a pas été explorée pour l'application p-DSSC. Les conditions de synthèse de films de NiO avec une épaisseur contrôlée ont été définies. Des couches de NiO ont été obtenues par électrodépôt en milieu aqueux, en milieu éthanol, en milieu diméthylsulfoxide DMSO et en milieu mixte DMSO/eau. Ces couches ont été caractérisées par DRX, spectroscopie Raman, MEB, mesures optiques, etc¿ puis testées comme photocathode dans des p-DSSC. L'électrodépôt de l'oxyde cuivreux Cu2O en milieu aqueux a été également étudié. Les rendements de conversion photovoltaïques des dispositifs ont été déterminés. Une nanostructuration des couches d'oxyde de nickel et d'oxyde cuivreux a aussi été réalisée en utilisant comme agent structurant des sphères de polystyrène fonctionnalisées par des groupements carboxyls. Enfin, nous avons exploré l'électrodépôt de la delafossite de cuivre CuFeO2 en milieu DMSOThe objective of this thesis was the electrochemical deposition (ECD) of p-type semiconductors forthe fabrication of p-Dye Sensitized Solar Cells (p-DSSCs). The electrodeposition method remained unexploredfor the p-DSSC applications. The best conditions for ECD of nickel oxide layers with a controlled thickness havebeen defined. Nickel oxide has been deposited in water medium, in ethanol, in dimethyl sulfoxide (DMSO)medium and in a mixture of DMSO/water solvent. The layers have been characterized by XRD, Ramanspectroscopy, SEM, optical measurements… then have been tested as a photocathode in p-DSSCs. The cuprousoxide (Cu2O) electrodeposition in an aqueous bath has also been investigated. The photovoltaic efficiency of thevarious prepared layers has been evaluated in p-DSSCs. We have also prepared inverse opal organized structureswith a perfectly defined macropore organization and size using a macrosphere polystyrene template. Finally, wehave explored the ECD of a copper delafossite CuFeO2 in DMSO medium
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Bomers, Mario. "Fonctionnalisation de surface de résonateurs plasmoniques à base de semi-conducteur III-V pour la spectroscopie vibrationnelle exaltée". Thesis, Montpellier, 2018. http://www.theses.fr/2018MONTS013/document.
Abstract (sommario):
Cette thèse traite de la fonctionnalisation de surface des résonateurs plasmonique à base de semi-conducteur III-V en utilisant de l’acide phosphonique pour la spectroscopie vibrationnelle exaltée permettant d'identifier des quantités infimes de molécules. Le premier chapitre décrit les fondements théoriques de la spectroscopie vibrationnelle exaltée. En comparant les propriétés plasmoniques du semi-conducteur dégénéré InAs(Sb):Si et des métaux, ici l’or et le gallium, on trouve que l’InAs(Sb):Si est particulièrement adapté à la spectroscopie infrarouge exaltée (SEIRA) et que le gallium est adapté à la spectroscopie Raman exaltée (SERS). Les deux matériaux plasmoniques alternatifs surpassent théoriquement l'or dans leurs gammes spectrales respectives. Néanmoins, l'or et son inertie chimique restent intéressants pour permettre la spectroscopie vibrationnelle exaltée dans différents environnements chimiques.Dans le deuxième chapitre on démontre que l’InAs(Sb):Si est chimiquement stable dans l'eau, contrairement au GaSb. Une structure en couches composites de GaSb/InAsSb:Si a été utilisée pour montrer que la déplétion de l'antimoine et l'incorporation d'oxygène à l'interface GaSb-eau transforment, en un peu moins de 14 h, 50 nm de GaSb cristallin en un oxyde de gallium. Cet oxyde de gallium a un indice de réfraction moyen-IR de l'ordre de n=1,6 ce qui est environ la moitié de la valeur de l'indice de réfraction du GaSb dans le moyen-IR.Dans le troisième chapitre, on démontre que cette modification de l'indice de réfraction lors de l'oxydation peut être exploitée pour décaler la résonance plasmonique localisée des réseaux InAsSb:Si sur des substrats GaSb dans la plage de 5 µm à 20 µm par formation d’un piédestal.Dans le chapitre 4 est présenté le contrôle de la liaison chimique des molécules organiques avec la fine couche d'oxyde natif à la surface du semi-conducteur III-V. L’attachement de ces molécules sur l’oxyde de surface ouvre la voie à des applications bio-photoniques utilisant des semi-conducteurs améliorés par des résonateurs plasmoniques.Dans le chapitre 5 est décrit deux stratégies différentes pour combiner des résonateurs plasmoniques à base de III-V avec des circuits micro-fluidiques. Ces résultats démontrent que des applications lab-on-the-chip basées sur des semi-conducteurs III-V sont possibles.Enfin, la possibilité d'intégrer des nanoparticules de Gallium plasmoniques sur des semi-conducteurs III-V pour combiner les méthodes SEIRA et SERS est présentée au chapitre 6This thesis deals with the surface functionalization of nanostructured plasmonic III-V semiconductors for surface-enhanced vibrational spectroscopy relevant to identify minute amounts of analyte molecules.The first chapter outlines the theoretical foundations of surface-enhanced vibrational spectroscopy based on plasmonics. Comparing the plasmonic properties of the degenerate semiconductor InAs(Sb):Si and of metals, here gold and gallium, it is found that the degenerate semiconductor is especially suited for surface-enhanced infrared (SEIRA) spectroscopy and that gallium with its plasmonic potential in the UV-VIS range is apt for surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS). Both alternative plasmonic materials theoretically outperform gold in their respective spectral ranges. Nevertheless, gold and its chemical inertness remain interesting for enabling plasmonic enhanced vibrational spectroscopy in different chemical environments. The influence of aqueous environments on the material properties of III-V semiconductors is addressed in the second and in the third chapter. It is found that InAs(Sb):Si is chemical stable in water, but GaSb is not. A GaSb/InAsSb:Si compound layer structure was used to demonstrate that the depletion of antimony and the incorporation of oxygen at the GaSb-water interface transform 50 nm of crystalline GaSb to a gallium oxide in less than 14 hours. The gallium oxide has a mid-IR refractive index in the order of n=1.6 and thus less than half of the value of the mid-IR refractive index of GaSb. This change in refractive index upon oxidation can be exploited to blue-shift the localized plasmonic resonance of InAsSb:Si gratings on GaSb-substrates in the range from 5 µm to 20 µm by pedestal formation.In Chapter 4, the controlled chemical bonding of organic molecules to the approximately 3 nm thin native oxide layer of III-V semiconductor surfaces by phosphonic acid chemistry is presented. This paves the way for plasmonic enhanced all-semiconductor mid-IR biophotonic applications. In chapter 5, two different, but equally successful strategies to combine III-V based plasmonic resonators with microfluidic circuits are described. These results demonstrate that lab-on-the-chip applications based on III-V semiconductors are possible. Finally, the possibility to integrate plasmonic Gallium nanoparticles onto the III-V material platform for a potential combination of SEIRA and SERS applications is presented in chapter 6
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Sanchez, Jean-Baptiste. "Conception d'une micro-colonne chromatographique couplée à un capteur à oxyde semi-conducteur : application à la détection sélective de HF". Besançon, 2005. http://www.theses.fr/2005BESA2033.
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Tsin, Fabien. "Développement d'un procédé sur grande surface d'électrodépôt d'oxyde de zinc comme contact avant transparent et conducteur de cellules solaires à base de Cu(In,Ga)Se2". Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066311/document.
Abstract (sommario):
Les cellules solaires en couches minces à base de Cu(In,Ga)(S,Se)2 (CIGS) représentent une technologie à fort potentiel et aux performances photovoltaïques élevées. La couche finale de l'empilement, appelée couche fenêtre, est principalement composée d'une bi-couche d'oxyde de zinc (ZnO) non dopé et dopé de type n - généralement à l'aluminium - et déposée par un procédé sous vide : la pulvérisation cathodique. Cependant, cette technique demande des investissements importants et un intérêt croissant s'est porté sur le développement de techniques alternatives atmosphériques en vue d'une réduction des coûts. L'objectif de ce travail a été d'étudier la réalisation d'une couche fenêtre fonctionnelle de ZnO par un procédé d'électrodépôt photo-assisté en milieu aqueux sur des substrats de grandes dimensions. Pour y parvenir, différentes études ont été réalisées afin de déterminer les propriétés du ZnO électrodéposé et optimiser le procédé de dépôt. Dans un premier temps, l'influence de la composition de trois solutions électrolytiques sur les propriétés et le dopage du ZnO a été étudiée : le milieu chlorure (Cl-), le milieu perchlorate (ClO4-) et un milieu mixte à base de perchlorate et d’acide borique (H3BO3). Dans un second temps, la synthèse électrochimique du ZnO comme couche fenêtre a été réalisée sur des substrats de CIGS/CdS. Son étude a permis de montrer que la réalisation in situ d'une couche d'accroche facilite la croissance d'une couche finale dense et compacte. Cette méthode de synthèse en deux étapes a conduit à l'obtention de performances photovoltaïques élevées sur grandes surfaces avec des rendements allant jusqu'à 14,3 % pour une cellule solaire entièrement réalisée par des procédés atmosphériquesCu(In,Ga)(S,Se)2 (CIGS) thin films based solar cells are a promising technology for high efficiency energy conversion. A window layer completes the stack of the cell. It is commonly constituted by an intrinsic and aluminum doped bi-layer of zinc oxide (ZnO) deposited by magnetron sputtering, an expensive vacuum process. Alternative processes, using low cost and atmospheric techniques, have been developed in order to reduce the costs. The aim of this work was to achieve a functional window layer of ZnO by a photo-assisted electrodeposition process on large scale substrates of CIGS/CdS in aqueous medium and replace the sputtered one. For this purpose, several studies have been carried out in order to determine the optoelectronic properties such as doping level and mobilities of the electrodeposited ZnO and optimize the deposition process. Firstly, the effect of three different electrolytes on the zinc oxide properties and doping has been studied on metallic substrate: chloride medium (Cl-), perchlorate medium (ClO4-) and a mixed medium of perchlorate with boric acid (H3BO3). Then, electrochemical synthesis of zinc oxide as window layer has been performed on CIGS/ CdS substrates. This study allowed to establish the need to synthesize an in situ seed layer which promotes the growth and the compactness of the final layer of zinc oxide. This two-step method has led to the achievement of high photovoltaic performances on large scale with promising efficiencies up to 14.3 % for a solar cell made entirely by atmospheric processes
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Longnos, Florian. "Etude et optimisation des performances électriques et de la fiabilité de mémoires résistives à pont conducteur à base de chalcogénure/Ag ou d'oxyde métallique/Cu". Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENT046.
Abstract (sommario):
Les mémoires non-volatiles sont devenues récemment un moteur clé de la croissance du secteur des semiconducteurs, et constituent un pivot pour les nouvelles applications et les nouveaux concepts dans le domaine des technologies de l'information et de la communication (TIC). Afin de surmonter les limites en termes de miniaturisation, de consommation électrique et de complexité de fabrication des mémoires non-volatiles à grille flottante (FLASH), l'industrie des semiconducteurs évalue actuellement des solutions alternatives. Parmi celles-ci, les mémoires résistives à pont conducteur ou CBRAM (Conductive Bridge Random Access Memory), qui reposent sur la commutation de résistance d'un électrolyte par migration et oxydo/réduction d'ions métalliques, semblent être des plus prometteuses. L'attractivité de cette technologie innovante vient d'une part de la simplicité de sa structure à deux terminaux et d'autre part de ses performances électriques très prometteuses en termes de consommation électrique et vitesse d'écriture/effacement. De surcroît la CBRAM is une technology mémoire qui s'intègre facilement dans le back end of line (BEOL) du procédé CMOS standard. Dans cette thèse, nous étudions les performances électriques et la fiabilité de deux technologies CBRAM, utilisant des chalcogénures (GeS2) ou un oxyde métallique pour l'électrolyte. Tout d'abord nous nous concentrons sur les CBRAM à base de GeS2, ou l'effet du dopage de l'électrolyte avec de l'argent (Ag) ou de l'antimoine (Sb) est étudié à la lumière d'une analyse des caractérisations électriques. Les mécanismes physiques gouvernant la cinétique de commutation et la stabilité thermique sont aussi discutés sur la base de mesures électrique, d'un modèle empirique et des résultats de calculs ab initio. L'influence des différentes conditions de set/reset est étudiée sur une CBRAM à base d'oxyde métallique. Grâce à cette analyse, les conditions permettant de maximiser la fenêtre mémoire, améliorer l'endurance et minimiser la variabilité sont déterminéesNon-volatile memory technology has recently become the key driver for growth in the semiconductor business, and an enabler for new applications and concepts in the field of information and communication technologies (ICT). In order to overcome the limitations in terms of scalability, power consumption and fabrication complexity of Flash memory, semiconductor industry is currently assessing alternative solutions. Among them, Conductive Bridge Memories (CBRAM) rely on the resistance switching of a solid electrolyte induced by the migration and redox reactions of metallic ions. This technology is appealing due to its simple two-terminal structure, and its promising performances in terms of low power consumption, program/erase speed. Furthermore, the CBRAM is a memory technology that can be easily integrated with standard CMOS technology in the back end of line (BEOL). In this work we study the electrical performances and reliability of two different CBRAM technologies, specifically using chalcogenides (GeS2) and metal oxide as electrolyte. We first focus on GeS2-based CBRAM, where the effect of doping with Ag and Sb of GeS2 electrolyte is extensively investigated through electrical characterization analysis. The physical mechanisms governing the switching kinetics and the thermal stability are also addressed by means of electrical measurements, empirical model and 1st principle calculations. The influence of the different set/reset programming conditions is studied on a metal oxide based CBRAM technology. Based on this analysis, the programming conditions able to maximize the memory window, improve the endurance and minimize the variability are determined
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Legrand, Alexandre. "Assemblages nanoporeux de type semi-conducteur/zéolithe/chromophore : étude de la (photo)réactivité". Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10134/document.
Abstract (sommario):
La synthèse de nanoparticules de semi-conducteurs (S-C) de TiO2 ou de ZnS dans le volume poreux de zéolithes à canaux de type ferrierite (FER), ZSM-5, mordenite (MOR) et d’une zéolithe constituée de cages de type faujasite (FAU) a été mise en œuvre par échange cationique entre les cations compensateurs de charges des zéolithes et différents précurseurs de TiO2 et de ZnS. La caractérisation de ces nouveaux matériaux a été réalisée par spectroscopie infrarouge en réflexion diffuse, XPS, diffraction des rayons X, absorption UV-visible en réflexion diffuse, microscopie électronique à transmission et isothermes de sorptions. Ces techniques complémentaires mettent en évidence la présence des S-C en surface sous forme d’agrégats de nanoparticules sphériques et dans le volume poreux pour les zéolithes dont le diamètre des pores est supérieur à 0,56 Å (MOR et FAU). L’utilisation potentielle de ces systèmes pour valoriser l’énergie lumineuse est évaluée par adsorption d’une molécule sonde donneuse d’électrons au sein du réseau poreux. Les mécanismes de transferts d’électrons ayant lieu après incorporation et (photo)ionisation de la molécule de trans-stilbène sont ainsi étudiés et comparés à des systèmes ne comportant pas de S-C. Les résultats montrent la formation d’états de charges séparées de très longue durée de vie dont la stabilité est liée à la nature du nouveau cation compensateur de charge, de la morphologie de la zéolithe et de la teneur en aluminium du réseau. La présence du semi-conducteur se traduit par une augmentation de la durée de vie des espèces transitoires qui pourrait être expliquée par un possible transfert d’électrons vers la bande de conduction du S-CThe synthesis of semiconductors nanoparticles (S-C) of TiO2 or ZnS in the porous volume of channels types zeolites like ferrierite (FER), ZSM-5, mordenite (MOR) and zeolithe constituted of cages like faujasite (FAU) have been implemented by cationic exchange between the charges compensator cations of zeolites and the different precursors of TiO2 (ammonium/potassium titanyl oxalate, TiCl3) and ZnS (Na2S + ZnCl2). The characterization of these new materials have been realized by diffuse reflectance infrared spectroscopy (DRIFT), XPS, XRD, diffuse reflectance UV-visible spectroscopy, high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), and sorption isotherms. These complementary techniques underscore the presence of S-C in the surface as aggregate of spherical nanoparticles and inside of porous volume of zeolites with channels diameter higher than 0.56 Å (MOR and FAU). The potential use of these new systems to valorize light energy is evaluated by adsorption of probe molecule donor of electrons within the porous network. The electron transfer mechanisms taking place after the incorporation and (photo)ionization of trans-stilbene molecules are thus studied and compared to zeolites system without S-C. The results show the formation of long-lived charge separated states of whom the stability is linked to the nature of the new charge compensator cation, the zeolites morphology and the aluminum rate of the network. The presence of S-C is leading to an augmentation of the transient species lifetime which could be explained by a possible electrons transfer towards the S-C’s conduction band
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Khan, Afzal. "Synthèse de Cuprates de Strontium (SrCu2O) par MOCVD comme couche mince d'oxyde transparent conducteur de type P". Thesis, Grenoble, 2011. http://www.theses.fr/2011GRENI008/document.
Abstract (sommario):
Les semi-conducteurs transparents de type oxyde, communément appelés TCO (Transparent Conducting Oxides) sont utilisés comme électrodes transparentes dans des nombreux d'applications telles que les cellules solaires, les écrans à cristaux liquides, les écrans tactiles et autres. Toutefois, les applications technologiques sont actuellement limitées puisque les TCO possédant des propriétés électriques et optiques satisfaisantes sont uniquement des semi-conducteurs de type n. Les oxydes de cuire de structures delafossite ACuO2 ou du type SrCu2O2, présentent des prometteuses avec un comportement de semi-conduction de type P et une faible absorption optique dans le spectre visible. Dans cette thèse, le systèm MOCVD (Dépôt chimique en phase vapeur du métal organique) a été utilisé pour le dépôt des couches minces de SrCu2O2. Cette phase est obtenue après quelques étapes de recuit sous oxygène puis argon, ou azote uniquement avec en particulier la nécessité de réalier des recuit rapaides. Les propriétés électriques et optiques mesurées pour la couche mince de SrCu2O2 ont un ordre de grandeur similaire à ce qui est publié dans la littératureTransparent conducting oxides (TCOs) as transparent electrodes in the form of thin film are used in a large number of applications such as solar cells, liquid crystal displays, touch screen etc. However, these technological applications of TCOs are still limited because of the availability of only n-type TCOs. For diverse technological applications synthesis of efficient p-type TCOs is of utmost importance. In p-type TCO category, copper oxides of delafossite structure (ACuO2) or SrCu202 structure show promising opto-electrical properties. In this PhD research work, MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) technique has been used for depositing thin films of SrCu2O2. However, pure and crystalline phase of SrCu2O2 was achieved after some annealing steps under oxygen and then under argon or only in nitrogen, with rapid heating and cooling rate. The measured electrical and optical properties are of the same order reported in various journals
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Guillamet, Sébastien. "Réalisation d'un micro-écran OLED haute luminance". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT060.
Abstract (sommario):
Ce travail porte sur la réalisation d'un micro-écran OLED haute luminance sur silicium. L'efficacité limitée des structures WOLED associées à des filtres colorés est un frein au développement de cette technologie pour des applications dans des dispositifs de type « see-through ». Nous proposons une approche tirant parti de l'effet de microcavité optique présent dans les écrans OLED à émission vers le haut pour générer des couleurs sans filtres. Les modulations de cavité à l'échelle du sous-pixel étant assurées par l'insertion d'oxyde transparent conducteur entre l'anode et l'OLED.L'étude offre selon un raisonnement cohérent de suivre les différentes phases de la réalisation d'un démonstrateur de ce type. Seront abordées dans la première partie les étapes technologiques de structuration de l'oxyde à l'échelle d'un sous-pixel de 16µm². Nous traiterons ensuite du développement d'un empilement OLED tandem utilisant des émetteurs fluorescent et phosphorescents. Une approche par simulation optique sera utilisée pour l'optimisation de cette architecture à un fonctionnement sur microcavité. Puis la discussion autour de la mise en commun des blocs technologiques précédents permettra d'aborder des écueils spécifiques au micro-écran OLED et de proposer des pistes de résolutionThis study focuses on the realization of a high brightness OLED micro-écran on silicon. The limited efficiency of White-OLED combined with color filters prevents the use of this technology in “see-through” applications. We propose a novel approach getting benefits from the optical micro-cavity effect in Top-Emitting OLED to generate colors without using color filters. Cavity modulations at a sub-pixel scale are realized by using a Transparent Conducting Oxide between the anode and the OLED.Following a step-by-step reasoning the work offers to follow all the phases of the realization of a prototype using this principle. In the first part, the technological steps of the processing of oxide cavities with a surface of 16µm² will be discussed. Then we will work on the development of a tandem OLED structure using both fluorescent and phosphorescent emitters optimized for micro-cavities. To this end optical simulation will be used. The two technological blocs will finally be put together to enlighten some issues specific for micro-écran technology and to give some clues to solve them
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Tosoni, Olivier. "Conception, élaboration et intégration d'électrodes transparentes optimisées pour l'extraction des charges dans des dispositifs photovoltaïques". Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00955867.
Abstract (sommario):
Les oxydes transparents conducteurs (TCO) ont la rare propriété de concilier haute transparence et conductivité élevée, ce qui en fait des matériaux-clés pour de nombreuses applications requérant des électrodes transparentes comme les cellules photovoltaïques, les diodes organiques et les écrans plats. Avec une résistivité de l'ordre de 10^(-4) ohm.cm et une transmittance de 85% dans le domaine visible, l'oxyde d'indium dopé à l'étain (ITO) est le matériau privilégié. Toutefois, sa fragilité, son instabilité aux procédés plasma et son coût croissant du fait de sa haute teneur en indium sont autant de raisons de rechercher des matériaux alternatifs. Cette thèse a pour but de comprendre les points clefs permettant d'améliorer les performances d'une électrode transparente en oxyde de zinc dopé à l'aluminium (AZO) sur les plans optique, électrique et au niveau des interfaces ; des cellules photovoltaïques en silicium amorphe hydrogéné (a-Si:H) servent de dispositif-test à cette étude. Réalisées par pulvérisation cathodique magnétron sous des conditions de dépôt variées, les couches minces d'AZO obtenues ont une structure microcristalline et, pour des paramètres déterminés, des performances optoélectroniques approchant celles de l'ITO. Un modèle adapté d'après la théorie de Drude a permis de rendre compte du lien entre transparence et conduction et de confirmer la saturation en porteurs du matériau. L'efficacité d'une électrode au sein d'un dispositif dépend également très fortement de l'interface entre celle-ci et l'absorbeur, les porteurs devant être extraits rapidement pour ne pas se recombiner. Quelques voies ont été explorées pour réduire la barrière de potentiel entre le silicium amorphe et l'électrode tout en favorisant l'efficacité optique des cellules. Il ressort que l'insertion d'une couche tampon d'oxyde de titane ou de tungstène permet d'obtenir un gain notable dans les performances des cellules.
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Khan, Afzal. "Growth and characterization of P-type transparent conducting oxide thin films by MOCVD". Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00582901.
Abstract (sommario):
Les semi-conducteurs transparents de type oxyde, communément appelés TCO (Transparent Conducting Oxides) sont utilisés comme électrodes transparentes dans des nombreux d'applications telles que les cellules solaires, les écrans à cristaux liquides, les écrans tactiles et autres. Toutefois, les applications technologiques sont actuellement limitées puisque les TCO possédant des propriétés électriques et optiques satisfaisantes sont uniquement des semi-conducteurs de type n. Les oxydes de cuire de structures delafossite ACuO2 ou du type SrCu2O2, présentent des prometteuses avec un comportement de semi-conduction de type P et une faible absorption optique dans le spectre visible. Dans cette thèse, le systèm MOCVD (Dépôt chimique en phase vapeur du métal organique) a été utilisé pour le dépôt des couches minces de SrCu2O2. Cette phase est obtenue après quelques étapes de recuit sous oxygène puis argon, ou azote uniquement avec en particulier la nécessité de réalier des recuit rapaides. Les propriétés électriques et optiques mesurées pour la couche mince de SrCu2O2 ont un ordre de grandeur similaire à ce qui est publié dans la littérature.
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Marcel, Corinne. "Etude et essai d'optimisation des propriétés électroniques de couches minces d'un semi-conducteur dégénéré : ITGO (oxyde d'indium dopé à l'étain et au germanium)". Bordeaux 1, 1998. http://www.theses.fr/1998BOR10507.
Abstract (sommario):
Il s'agit d'une etude experimentale visant a optimiser la composition et les conditions de preparation de couches minces conductrices transparentes dans le but d'elargir la fenetre optique vers l'infrarouge. Une revue bibliographique tres documentee et une comparaison sous forme de tableaux et de graphiques des performances des differentes matrices, dopants et procedes d'elaboration conduisent a choisir comme materiau l'oxyde d'indium dope a l'etain et au germanium (itgo). La caracterisation des proprietes electroniques est effectuee par des mesures electriques (conductivite, effet hall), thermoelectriques (effet seebeck), et optiques (transitions inter et intrabandes) permettant de determiner par differentes methodes et de comparer la masse effective, la mobilite, le temps de relaxation, etc. . . En fonction du taux de dopage. Plusieurs resultats sont mis en evidence : i) la contribution, des la temperature ambiante, des phonons optiques en plus des impuretes ionisees, comme mecanisme de diffusion des electrons ii) une variation de la masse effective qui passe par un minimum en fonction du taux de dopage iii) l'apparition aux faibles concentrations de porteurs d'une bande d'absorption due a la presence d'etats localises au-dessous du bas de bande de conduction.
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Bernos, Julien. "Elaboration de jonctions tunnel magnétiques et de jonctions métal/oxyde/semi-conducteur pour l'étude du transport et de la précession de spin d'électrons chauds". Thesis, Nancy 1, 2010. http://www.theses.fr/2010NAN10080/document.
Abstract (sommario):
Ce travail porte sur la précession du spin d'électrons chauds polarisés en spin. Celle-ci est induite par le champ d'échange d'une couche mince ferromagnétique dans une structure multicouche lors de sa traversée. Deux approches ont été testées. La première nécessite des jonctions tunnel magnétiques (JTM) doubles à forte magnéto-résistance tunnel (TMR). Nous avons obtenu des JTM CoFeB/MgO/CoFeB à aimantations planaires avec 140 % de TMR. Une étude du transport tunnel dans ces systèmes a mis en évidence l'impact du désordre structurel des interfaces électrode/barrière sur le transport des électrons. Un travail sur les couches minces d'alliages de TbCo a permis d'élaborer des JTM (i) à anisotropies magnétiques perpendiculaires au plan de la couche et (ii) à anisotropies croisées. Toutes deux présentent une TMR de l?ordre de 60 %. Dans les cas des jonctions à aimantations perpendiculaires, cette TMR est limitée par la non-continuité de la couche de CoFeB supérieure. La seconde approche nécessite d'élaborer des multicouches magnétiques (filtre à spin, vannes de spin) sur des jonctions métal/oxyde/semi-conducteur, en vue de mesures de transmission d'électrons chauds. La méthode de dépôt mise au point a permis d'élaborer des structures combinant les propriétés magnétiques, structurelles et électriques nécessaires pour l'étude. Des mesures préliminaires ont mis en évidence un effet de filtre à spin sur une jonction n-Si/MgO/CoElaboration of magnetic tunnel junctions and of metal/oxide/semi-conductor junctions for the study of spin precession and transport propoerties of hot electrons
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BERRADA-GOUZI, KHADIJA. "Spectroscopie vibrationnelle d'interfaces molecules ou atomes-metal, semi-conducteur et oxyde : application aux systemes alkylthiols et dialkylthiols-argent, r-alkyl anhydrides-alumine et hydrogene-silicium". Paris 7, 1992. http://www.theses.fr/1992PA077020.
Abstract (sommario):
Des monocouches d'alkylthiols et dialkylthiols sont preparees par adsorption spontanee en phase liquide sur des surfaces d'argent evapore. La spectroscopie raman amplifiee de surface montre la coupure des liaisons soufre hydrogene pour les alkylthiols et soufre carbone pour les dialkylthiols lors de l'adsorption. La liaison directe argent soufre est observee dans les deux cas. Les molecules adsorbees montrent un arrangement compact pour les longues chaines. La chaine alkane est alors dans une conformation trans. Cet arrangement ordonne est egalement observe pour des anhydrides adsorbes sur des surfaces d'aluminium evapore et oxyde a l'air a partir d'une etude par spectroscopie infrarouge de surface a transformee de fourier. Les anhydrides s'adsorbent a la surface en formant une monocouche mixte monodentate et bidentate. L'adsorption de l'hydrogene sur des surfaces monocristallines de silicium est etudiee par la spectroscopie infrarouge a multiples reflexions internes. La composition de la surface en monohydrures, dihydrures et trihydrures est quantifiee en fonction du ph de la solution d'attaque d'acide fluorhydrique dilue dans du fluorure d'ammonium. A ph eleve, la rugosite se structure et les dihydrures sont majoritaires a la surface. La technique de perte d'energie a haute resolution montre que les surfaces de silicium traitees dans des solutions d'acide fluorhydrique sont exemptes de toutes contaminations
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Mollica, Fabien. "Optimization of ultra-thin Cu(In,Ga)Se2 based solar cells with alternative back-contacts". Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066556/document.
Abstract (sommario):
En quelques années, l'efficacité des cellules solaires à base de Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) est passée de 20% à 22.6%. La rapidité de ce développement montre que le CIGS est un matériaux idéal pour les technologies solaires en couches minces. Pourtant, le coût de production cette technologie doit encore être abaissé pour une meilleure compétitivité. La fabrication d'un module avec une couche CIGS plus fine permettrait d'augmenter la production d'une usine et de réduire sa consommation en métaux. Ce travail de thèse vise à réduire l'épaisseur du CIGS d'un standard de 2.0-2.5 µm à une épaisseur inférieure à 500 nm sans altérer les performances des cellules. Cependant, comme rapporté dans la littérature, nous avons observé une diminution des rendements, ce que nous avons analysé en détail en comparant simulations et caractérisations d'échantillons. Celle-ci est causée à la fois par une faible absorption de la lumière dans la couche de CIGS et par un impact important du contact arrière (fortes recombinaisons et faible réflectivité). Pour dépasser ces limites, nous démontrons à la fois théoriquement et expérimentalement que le contact arrière en molybdène peut être remplacé par un oxyde transparent conducteur couplé à un miroir métallique. Nous obtenons de cette manière de meilleurs rendements de cellules. Pour atteindre ce résultat, une optimisation du dépôt de CIGS a été nécessaire. De plus, nous prouvons qu'une couche d'oxyde perforée, insérée entre le CIGS et le contact arrière, limite les recombinaisons des porteurs de charges et réduit l'influence des courants parallèles. Au final, nous avons fabriqué une cellule avec un rendement de 10.7% sur SnO2:F passivé par Al2O3In the past three years, record efficiency of Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) based solar cells has improved from 20% up to 22.6%. These results show that CIGS absorber is ideal for thin-film solar cells, even if this technology could be more competitive with a lower manufacture cost. The fabrication of devices with thinner CIGS absorbers is a way to increase the throughput of a factory and to reduce material consumption. This PhD thesis aims to develop cells with a CIGS thickness below 500 nm instead of the conventional 2.0-2.5 µm. However, as reported in the literature, we observed a decrease in cell performance. We carefully analyzed this effect by the comparison between simulations and sample characterizations: it is attributed, on one hand, to a lack of light absorption in the CIGS layer and, on the other hand, to an increased impact of the back-contact (high recombination and low reflectivity). To resolve these problems, we demonstrated theoretically and experimentally that the use of an alternative back-contact, other than molybdenum, such as a transparent conducting oxide coupled with a light reflector, improves the cell efficiency. To achieve this result, an optimization of the CIGS deposition was necessary. Moreover, we proved that a porous oxide layer inserted between the CIGS and the back-contact limits the charge-carrier recombination and removes some parasitic resistance. Finally, an efficiency of 10.7% was achieved for a 480-nm-thick CIGS solar cell with a SnO2:F back-contact passivated with a porous Al2O3 layer
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Valour, Arnaud. "Synthèse d'oxyde de zinc dopé azote sous formes de poudre et de couche mince : caractérisation du type de semiconductivité". Thesis, Rennes 1, 2017. http://www.theses.fr/2017REN1S014/document.
Abstract (sommario):
Cette thèse fait suite à des travaux ayant permis, de manière non reproductible, la stabilisation de l’oxyde de zinc de type-p (p-ZnO:N) sur une période de plus de deux ans par décomposition de ZnO2 sous flux de NH3. L’objectif de ces travaux était de maîtriser de manière reproductible la synthèse de p-ZnO:N sous formes de poudre, puis de couche mince, dans l’optique de réaliser des homojonctions p-ZnO:N/n-ZnO ayant de potentielles applications dans le domaine de l’optoélectronique. Dans ce but, différents paramètres de la synthèse ayant permis initialement l’obtention de p-ZnO:N fortement lacunaire en zinc (20%) ont été étudiés sans aboutir de nouveau à la stabilisation du caractère-p. La formation in-situ d’impuretés NO3- mise en évidence conduit à une ambiguïté quant à l’origine du type-p dans notre matériau. Parallèlement, une nouvelle voie de synthèse a été mise en place, en utilisant l’approche colloïdale, permettant d’obtenir des nanocristaux de ZnO inférieurs à 10 nm facilement convertibles en nanoparticules de ZnO2 par simple traitement avec une solution diluée d’H2O2 à température ambiante. Le matériau final ZnO:N est obtenu après nitruration sous flux d’ammoniac à 250°C. Ces résultats ont été efficacement transposés à la réalisation de couches minces (CM) de ZnO:N par dip-coating, mais les mesures Mott-Schottky ont également révélé une conductivité de type-n pour tous les échantillons. Enfin, les résultats préliminaires des calculs théoriques menés en parallèle de cette thèse nous ont amenés à reconsidérer les conditions de synthèse pour favoriser l'insertion de NH3 / NH4+ lors de la préparation des échantillons dans la quête de p-ZnO:NCette thèse fait suite à des travaux ayant permis, de manière non reproductible, la stabilisation de l'oxyde de zinc de type-p (p-ZnO:N) sur une période de plus de deux ans par décomposition de ZnO2 sous flux de NH3. L'objectif de ces travaux était de maîtriser de manière reproductible la synthèse de p-ZnO:N sous formes de poudre, puis de couche mince, dans l'optique de réaliser des homojonctions p-ZnO:N/n-ZnO ayant de potentielles applications dans le domaine de l'optoélectronique. Dans ce but, différents paramètres de la synthèse ayant permis initialement l'obtention de p-ZnO:N fortement lacunaire en zinc (20%) ont été étudiés sans aboutir de nouveau à la stabilisation du caractère-p. La formation in-situ d'impuretés NO3- mise en évidence conduit à une ambiguïté quant à l'origine du type-p dans notre matériau. Parallèlement, une nouvelle voie de synthèse a été mise en place, en utilisant l'approche colloïdale, permettant d'obtenir des nanocristaux de ZnO inférieurs à 10 nm facilement convertibles en nanoparticules de ZnO2 par simple traitement avec une solution diluée d'H2O2 à température ambiante. Le matériau final ZnO:N est obtenu après nitruration sous flux d'ammoniac à 250°C. Ces résultats ont été efficacement transposés à la réalisation de couches minces (CM) de ZnO:N par dip-coating, mais les mesures Mott-Schottky ont également révélé une conductivité de type-n pour tous les échantillons. Enfin, les résultats préliminaires des calculs théoriques menés en parallèle de cette thèse nous ont amenés à reconsidérer les conditions de synthèse pour favoriser l'insertion de NH3 / NH4+ lors de la préparation des échantillons dans la quête de p-ZnO:N
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Rossignol, Sylvie. "Sur de nouveaux verres oxyiodes conducteurs de l' ion Ag+. Corrélations structures-propriétés de transport". Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 1994. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00139663.
Abstract (sommario):
De nouveaux verres, conducteurs ioniques de l' ion Ag+, ont été mis en évidence dans les systèmes TeO2-Ag2O-AgI et TeO2-Tl2O-AgI. Les caractérisations structurales (IR, Raman et RMN 109Ag) ont révèle l'existence de deux sous-réseaux, l'un iode, l'autre oxygène. L'étude des propriétés électriques en fonction de la composition montre que la conduction ionique est principalement liée a la mobilité des ions Ag+ situes dans un environnement iode. La substitution de AgI par la composition eutectique (AgI0,75TlI0,25) permet d'élargir le domaine vitreux et d'obtenir des verres présentant de très bonnes performances électriques. La présence de TlI semble induire l' existence de chemins de conduction plus ouverts facilitant ainsi un meilleur déplacement des ions Ag+.
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Dugrenil, Benoit. "Réalisation d’un micro-écran OLED haute luminance". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAT116.
Abstract (sommario):
Ce travail se concentre sur le développement d’écrans miniatures OLED haute luminance. Utilisés dans des systèmes optiques proches de l’oeil de type « see through », ces dispositifs OLED requièrent des luminances dix fois plus importantes que celles des produits conventionnels.La génération des trois primaires à partir d’une OLED blanche à émission par le haut se faisant aux moyens de filtres colorés, une large partie de l’émission est absorbée puis perdue. Afin de s’affranchir de ces filtres, une première approche s’est orientée vers la modulation de la cavité optique de l’OLED. Cette approche aboutit à la génération directe de la couleur grâce à la variation de l’épaisseur de l’anode transparente, de type TCO, à l’échelle des sous-pixels.La seconde limitation repose sur l’extraction de la lumière au travers d’une cathode semi-transparente. L’effet de cavité ainsi introduit filtre et réduit les composantes émises. L’approche choisie s’est portée sur le développement d’une cathode transparente de type TCO combinée à une grille métallique assurant le couplage externe de l’émission de l’OLED.Après avoir identifié les matériaux et la technique de dépôt appropriés, l’évaluation des OLED intégrant lesdites électrodes a été faite. Le recours à la simulation optique ainsi qu’à la modélisation électrique des structures a permis de discuter des limitations des matériaux et des comportements aux interfaces. A l’issue de cette discussion, des pistes d’amélioration et des perspectives ont été proposéesThis study focuses on the development of high brightness OLED microdisplays based on active matrix (AMOLED). Because these devices are used into near-to-eye (NTE) applications and more precisely « see through » optical systems, high luminances are required. Compared to conventional microdisplays, the high luminances expected are around ten times higher.In order to emit a white spectrum from a top-emitting OLED (TE-OLED), color filters are mandatory to generate the RGB primaries. Nevertheless, by using these filters, the luminance is dramatically reduced because of the light absorption. Therefore, to be free of the filters, a first study is dedicated to the modulation of the optical cavity of the OLED. In this case, the direct generation of the colors is provided by the variation of the TCO anode thickness.The cavity effect observed into the TE-OLED depends on the semi-transparent cathode. The selectivity of the related cavity represents the bottleneck for emitting broad white spectra. To improve the white emission, a second approach deals with the realization of a TCO cathode coupled with a metallic grid.The appropriated materials and deposition techniques were firstly investigated before the characterization of OLED using a transparent anode to modulate the cavity in one hand and a transparent cathode to increase the light emission in another hand. Optical simulations and electrical modelling were employed to highlight the main behaviors driving these OLED. Following a discussion about the strength and the weakness of each structure, some hints of improvement were given
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Sandana, Eric Vinod. "SYNTHÈSE ET MAÎTRISE DE LA CROISSANCE DE NANOCRISTAUX : APPLICATIONS AUX COMPOSANTS A BASE DE SEMI-CONDUCTEURS A GRANDE BANDE INTERDITE". Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00640652.
Abstract (sommario):
Ce travail a pour objectif la maitrise de la croissance et l'analyse des propriétés des nanostructures d'oxyde de zinc (ZnO). Trois procédés de fabrication de nanostructures de ZnO ont été étudiés : dépôt chimique en phase vapeur de composés organométalliques (MOCVD), dépôt par ablation laser (PLD) et dépôt par transport physique en phase vapeur (PVT). Les substrats utilisés pour cette étude sont : saphir, silicium, ZnO massif, acier austénitique, mylar et papier. Les nanostructures ont été caractérisées par différentes techniques, notamment la microscopie électronique à balayage, la photoluminescence, la cathodoluminescence, la diffraction de rayon X et des mesures de réflectivité. Une grande variété de formes de structures a été obtenue par les trois procédés de croissance : nanofiles, nanocolonnes, nanocônes, nanopeignes. Mais par PLD on obtient des réseaux de nanocolonnes et nanocônes autoformées, alignées, verticales, homogènes dont les qualités structurales sont excellentes y compris sur des substrats avec lesquels ZnO n'a pas un bon accord paramétrique. Ces nanostructures sont obtenues sans utiliser de catalyseur. Leurs propriétés d'émission sont aussi excellentes avec des bandes de défauts, observables en PL, relativement faibles. La faisabilité de composants à base de nano ZnO a été démontrée grâce à la réalisation d'une nanoLED de type n-nanoZnO/ p-Si, mais aussi par la reprise de croissance de GaN sur des nanocônes de ZnO/Si qui agissent comme une couche antireflet (~95% d'absorption de la lumière visible). L'étude a aussi porté sur la fabrication d'un composant transistor couche mince dont les caractéristiques de transfert rectifiante ont été obtenues.
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Vibhu, Vaibhav. "Stabilité et vieillissement des études de nickelates base praséodyme comme cathodes pour oxyde solide piles à combustible". Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0017/document.
Abstract (sommario):
Ce travail de thèse est consacré à l’étude des nickelates La2-xPrxNiO4+δ, comme nouveaux matériauxde cathodes pour piles à combustible haute température, SOFC, et en particulier à la caractérisationde leur stabilité chimique et leur comportement en fonctionnement. En effet, du fait de leurpropriété de conduction mixte ionique et électronique, MIEC, les nickelates de structure typeK2NiF4, Ln2NiO4+δ (Ln = La, Pr, Nd), correspondant au terme n = 1 de la série de Ruddlesden-Popper (An+1MnO(3n+1)), sont des matériaux prometteurs pour des fonctionnements à températureintermédiaire, IT-SOFC (T < 800 °C). Compromis entre la stabilité chimique de La2NiO4+δ et lestrès bonnes performances électrochimiques de Pr2NiO4+δ, les phases La2-xPrxNiO4+δ, ont étésynthétisées et leurs propriétés physico-chimiques, de transport et électrochimiques ont étédéterminées. L’étude approfondie des caractéristiques des électrodes par spectroscopied’impédance en cellules symétriques a été réalisée à courant nul et sous polarisation anodique etcathodique sur des périodes d’un mois. De façon surprenante, même après la dissociation complètede Pr2NiO4+δ en PrNiO3-δ, Pr4Ni3O10+δ et Pr6O11, la résistance de polarisation ne montre pas dechangement significatif. L’étude de PrNiO3-δ et Pr4Ni3O10+δ, comme matériau de cathode pour pilesà combustible, démontre l’excellent comportement de la phase Pr4Ni3O10+δ et ceci en cellulesymétrique (Rp (Pr4Ni3O10+δ) = Rp (Pr2NiO4+δ) = 0.15 Ω.cm² à 600 ° C) et cellule complète (1.6W.cm-2 at 800 °C)This PhD work is dedicated to stability and ageing studies of Praseodymium based nickelates ascathodes for Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs). With this respect Ln2NiO4+δ (Ln=La, Pr or Nd)compounds with the K2NiF4 type structure act as alternative cathode materials for IT-SOFC due totheir mixed ionic and electronic conductivity (i.e. MIEC properties). Pr2NiO4+δ shows excellentelectrochemical properties at intermediate temperature (i.e. low polarization resistance Rp value, Rp= 0.03 Ω.cm² at 700 °C), while La2NiO4+δ exhibits higher chemical stability. So, the properties ofLa2-xPrxNiO4+δ nickelates were investigated with the aim to find best compromise between chemicalstability and electrochemical performances. After synthesis, the physical and chemical properties aswell as their transport and electrochemical properties have been determined. Measurements of thepolarization resistance of symmetrical half-cells have been carried out by impedance spectroscopy.Then, the chemical stability and the electrochemical performance of the materials have been studiedfor duration up to one month. As an interesting point, even after complete dissociation of Pr2NiO4+δinto PrNiO3-δ,Pr4Ni3O10+δ and Pr6O11, the polarization resistance does not show significant change.So finally, two new materials PrNiO3-δ and Pr4Ni3O10+δ were investigated as SOFCs cathodeshowing very promising results for Pr4Ni3O10+δ in symmetrical cell (Rp (Pr4Ni3O10+δ) = Rp(Pr2NiO4+δ) = 0.15 Ω.cm² à 600 ° C) and complete cell (1.6 W.cm-2 at 800 °C)
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Delcroix, Pierre. "Etude à l'échelle nanométrique par sonde locale de la fiabilité de diélectriques minces pour l'intégration dans les composants microélectroniques du futur". Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00822926.
Abstract (sommario):
Afin de pouvoir continuer la miniaturisation de la brique de base des circuits électroniques, le transistor MOS, l'introduction d'oxyde de grille à haute permittivité était inévitable. Un empilement de type high-k/grille métal en remplacement du couple SiO2 /Poly-Si est introduit afin de limiter le courant de fuite tout en conservant un bon contrôle électrostatique du canal de conduction. L'introduction de ces matériaux pose naturellement des questions de fiabilité des dispositifs obtenus et ce travail s'inscrit dans ce contexte. Afin de réaliser des mesures de durée de vie sans avoir à finir les dispositifs, une méthode utilisant le C-AFM sous ultravide est proposée. Le protocole expérimental repose sur une comparaison systématique des distributions des temps de claquage obtenues à l'échelle du composant et à l'échelle nanométrique. La comparaison systématique des mesures s'avère fiable si l'on considère une surface de contact entre la pointe et le diélectrique de l'ordre du nm². Des distributions de Weibull présentant une même pente et un même facteur d'accélération en tension sont rapportées montrant une origine commune pour le mécanisme de rupture aux deux échelles.Une résistance différentielle négative, précédant la rupture diélectrique, est rapportée lors de mesures courant-tension pour certaines conditions de rampe. Ce phénomène de dégradation de l'oxyde, visible grâce au C-AFM , est expliqué et modélisé dans ce manuscrit par la croissance d'un filament conducteur dans l'oxyde. Ce même modèle permet aussi de décrire la rupture diélectrique.Finalement, l'empilement de grille bicouche du noeud 28nm est étudié. Une preuve expérimentale montrant que la distribution du temps de claquage du bicouche est bien une fonction des caractéristiques de tenue en tension propres de chaque couche est présentée.
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Mollica, Fabien. "Optimization of ultra-thin Cu(In,Ga)Se2 based solar cells with alternative back-contacts". Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2016. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2016PA066556.pdf.
Abstract (sommario):
En quelques années, l'efficacité des cellules solaires à base de Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) est passée de 20% à 22.6%. La rapidité de ce développement montre que le CIGS est un matériaux idéal pour les technologies solaires en couches minces. Pourtant, le coût de production cette technologie doit encore être abaissé pour une meilleure compétitivité. La fabrication d'un module avec une couche CIGS plus fine permettrait d'augmenter la production d'une usine et de réduire sa consommation en métaux. Ce travail de thèse vise à réduire l'épaisseur du CIGS d'un standard de 2.0-2.5 µm à une épaisseur inférieure à 500 nm sans altérer les performances des cellules. Cependant, comme rapporté dans la littérature, nous avons observé une diminution des rendements, ce que nous avons analysé en détail en comparant simulations et caractérisations d'échantillons. Celle-ci est causée à la fois par une faible absorption de la lumière dans la couche de CIGS et par un impact important du contact arrière (fortes recombinaisons et faible réflectivité). Pour dépasser ces limites, nous démontrons à la fois théoriquement et expérimentalement que le contact arrière en molybdène peut être remplacé par un oxyde transparent conducteur couplé à un miroir métallique. Nous obtenons de cette manière de meilleurs rendements de cellules. Pour atteindre ce résultat, une optimisation du dépôt de CIGS a été nécessaire. De plus, nous prouvons qu'une couche d'oxyde perforée, insérée entre le CIGS et le contact arrière, limite les recombinaisons des porteurs de charges et réduit l'influence des courants parallèles. Au final, nous avons fabriqué une cellule avec un rendement de 10.7% sur SnO2:F passivé par Al2O3In the past three years, record efficiency of Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) based solar cells has improved from 20% up to 22.6%. These results show that CIGS absorber is ideal for thin-film solar cells, even if this technology could be more competitive with a lower manufacture cost. The fabrication of devices with thinner CIGS absorbers is a way to increase the throughput of a factory and to reduce material consumption. This PhD thesis aims to develop cells with a CIGS thickness below 500 nm instead of the conventional 2.0-2.5 µm. However, as reported in the literature, we observed a decrease in cell performance. We carefully analyzed this effect by the comparison between simulations and sample characterizations: it is attributed, on one hand, to a lack of light absorption in the CIGS layer and, on the other hand, to an increased impact of the back-contact (high recombination and low reflectivity). To resolve these problems, we demonstrated theoretically and experimentally that the use of an alternative back-contact, other than molybdenum, such as a transparent conducting oxide coupled with a light reflector, improves the cell efficiency. To achieve this result, an optimization of the CIGS deposition was necessary. Moreover, we proved that a porous oxide layer inserted between the CIGS and the back-contact limits the charge-carrier recombination and removes some parasitic resistance. Finally, an efficiency of 10.7% was achieved for a 480-nm-thick CIGS solar cell with a SnO2:F back-contact passivated with a porous Al2O3 layer
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Erades, Laurent. "Nanoparticules d'oxydes semi-conducteurs : synthèse, caractérisation et application à la détection sélective de gaz". Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30031.
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Baudon, Sylvain. "Etude de l'influence des contraintes appliquées sur l'évolution des propriétés diélectriques des couches minces isolantes dans les composants semi-conducteurs de puissance". Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01001950.
Abstract (sommario):
La fiabilité des chaînes de conversion électrique dans les systèmes embarqués est un enjeu critique dans les applications où interviennent des contraintes liées à la sécurité des personnes ou à des aspects économiques non-négligeables. La maintenance préventive permet de surveiller le bon fonctionnement des maillons faibles de la chaîne de conversion, tels que les composants de puissance à semiconducteurs (IGBT à grille en tranchée) présents dans les convertisseurs d'électronique de puissance utilisés dans le domaine du transport. L'objectif de ce travail est d'évaluer la possibilité d'utiliser l'état de l'oxyde de grille comme indicateur de l'état opérationnel du composant, lorsque celui-ci est soumis à des contraintes thermo-électriques représentatives de son fonctionnement. Les résultats obtenus par couplage de différentes techniques non destructives (méthode capacité-tension et méthode de mesure des charges d'espace) mettent en évidence des évolutions de l'oxyde liées à des effets causés par les charges électriques dans les zones de la structure les plus contraintes.L'étude et la modélisation des phénomènes diélectriques dans les couches minces d'oxyde nécessitent de nouvelles méthodes de mesure de la charge électrique à haute résolution spatiale. Dans le présent travail, nous démontrons, à travers des simulations et des résultats expérimentaux, l'applicabilité d'une de ces techniques de caractérisation, " la méthode de l'impulsion thermique ", sur ce type de structures de la microélectronique. Sa sensibilité aux fines zones de champ électrique localisées au niveau des interfaces est en particulier mise en évidence, en ouvrant des voies vers la mise au point de nouvelles techniques à haute résolution spatiale, basées sur des stimuli thermiques.
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Chicot, Gauthier. "Effet de champs dans le diamant dopé au bore". Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01062250.
Abstract (sommario):
Alors que la demande en électronique haute puissance et haute fréquence ne fait qu'augmenter, les semi-conducteurs classiques montrent leurs limites. Des approches basées soit sur des nouvelles architectures ou sur des matériaux à large bande interdite devraient permettre de les dépasser. Le diamant, avec ses propriétés exceptionnelles, semble être le semi-conducteur ultime pour répondre à ces attentes. Néanmoins, il souffre aussi de certaines limitations, en particulier d'une forte énergie d'ionisation du dopant de type p (bore) qui se traduit par une faible concentration de porteurs libres à la température ambiante. Des solutions innovantes s'appuyant sur un gaz 2D et /ou l'effet de champ ont été imaginées pour résoudre ce problème. Ce travail est axé sur deux de ces solutions : i) le diamant delta dopé au bore qui consiste en une couche fortement dopée entre deux couches intrinsèques, afin d'obtenir une conduction combinant une grande mobilité avec une grande concentration de porteurs et ii) le transistor à effet de champ métal oxide semiconducteur( MOSFET ), où l'état " on " et l'état " off " du canal sont obtenus grâce au contrôle électrostatique de la courbure de bandes à l' interface de diamant/oxyde. Pour ces deux structures, beaucoup de défis technologiques doivent être surmontés avant de pouvoir fabriquer un transistor. La dépendance en température de la densité surfacique de trous et de la mobilité de plusieurs couche de diamant delta dopées au bore a été étudiée expérimentalement et théoriquement sur une large gamme de température (6 K
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Charpentier, Coralie. "Investigation of deposition conditions and annealing treatments on sputtered ZnO:Al thin films : Material properties and application to microcristalline silicon solar cells". Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00796955.
Abstract (sommario):
La couche mince d'Oxyde Transparent Conducteur (OTC) utilisée en tant qu'électrode avant pour les cellules photovoltaïques silicium microcristallin est un matériau déterminant pour l'amélioration de leur rendement. Un OTC prometteur est l'oxyde de zinc dopé aluminium ZnO:Al déposé par pulvérisation cathodique magnétron RF. Une première partie du travail de thèse est dédiée à l'étude de l'influence des conditions de dépôt sur la microstructure, les mécanismes de croissance et les propriétés optoélectroniques du ZnO:Al. Nous avons ainsi obtenu un optimum en termes de transparence maximale dans le domaine visible et de résistivité minimale pour un dépôt réalisé à une pression de 0.12 Pa pour une température de 325 °C. Une seconde partie du travail de thèse porte sur l'effet de traitements après-dépôt, recuit thermique ou laser excimère, sur les propriétés du ZnO:Al déposé à température ambiante. L'influence de différentes atmosphères (sous-vide, N2/H2, et pur N2) et températures de recuit (de 400 à 500 °C) a été étudié. L'étape de recuit thermique a permis une amélioration notable des propriétés optoélectroniques de la couche ZnO:Al, jusqu'à une résistivité de 3.5×10-4 Ohm.cm pour une transmittance entre 400 et 1000 nm de 81.2%. L'étape de recuit laser, quant à elle, influe notamment les propriétés morphologiques du matériau. L'étape finale de ce travail de thèse est basée sur l'étude de la texturation chimique, étape ayant pour but la formation d'une morphologie de surface optimale, c'est-à-dire permettant le piégeage optique dans les couches actives silicium microcristallin et ce, sans altérer les qualités électriques de la couche. L'intégration de ces couches minces ZnO:Al en tant qu'électrode avant dans des cellules photovoltaïques PIN à base de silicium microcristallin à été et étudié en détail.
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Ango, Jean-Paul. "Electrooxydation du D-Sorbitol sur électrodes métalliques (Pt, Au) : comparaison avec la photooxydation aux interfaces semi-conducteur (TiO(2) / électrolyte". Poitiers, 1989. http://www.theses.fr/1989POIT2261.
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Channam, Venkat Sunil Kumar. "Synthesis of strongly correlated oxides and investigation of their electrical and optical properties". Thesis, Toulouse, INPT, 2017. http://www.theses.fr/2017INPT0075/document.
Abstract (sommario):
Les oxydes fortement corrélés sont largement étudiés pour l'hôte d'applications uniques, telles que la supraconductivité à haute température, la magnéto-résistance colossale, les commandes exotiques magnétiques, chargées et orbitales et les transitions isolant-métal. Les oxydes métalliques de transition qui forment la majorité des systèmes d'oxydes corrélés et des oxydes de vanadium, en particulier VO2 et V2O5, sont les deux systèmes les plus préférés parmi les chercheurs pour plusieurs applications. Dans cette thèse, la croissance et la caractérisation de VO2 et V2O5 sont discutées avec un accent particulier sur la propriété optique, en particulier les propriétés thermochromiques. Traditionnellement, le comportement SMT et l'infrarouge reflètent la zone de focalisation pour la recherche VO2 et c'est seulement jusqu'à récemment que la VO2 est traitée comme un système beaucoup plus complexe et a été étudiée comme un métamatériel naturellement désordonné très réactif près de la température de transition de phase où le matériau présente des matériaux semi-conducteurs et métalliques Coexistence de phase. Étant donné que chaque phase de VO2 a des propriétés optiques et électriques distinctes, elle contrôle l'étendue des transitions de phase par une modulation de température précise, permet d'exploiter le matériau pour de nouvelles propriétés, comme la modulation d'émissivité dans la région NIR et pour la création de motifs IR réversibles et réinscriptibles. Le V2O5 est traditionnellement considéré comme un matériau TCR élevé et considéré comme un matériau de choix pour une application allant de la catalyse, des capteurs de gaz aux batteries au lithium. Dans cette étude, nous nous concentrons sur les propriétés optiques du matériau, en particulier la nature thermochromique de la gamme visible des revêtements V2O5 synthétisés par recuit oxydatif des revêtements VOx développés par MOCVD. L'impact du dopage et de la production sélective de vacance d'oxygène sur la propriété thermochromique est discutéStrongly correlated oxides are studied widely for the host of unique applications, such as hightemperature superconductivity, colossal magneto resistance, exotic magnetic, charge and orbital ordering, and insulator-to-metal transitions. Transitional metal oxides which form the majority of the correlated oxide systems and oxides of Vanadium, especially VO2 and V2O5 are the two most favourite systems among researchers for several applications. In this thesis, the growth and characterization of VO2 and V2O5 are discussed along with a special focus on the optical property, especially thermochromic properties. Traditionally SMT behaviour and Infrared reflectively was the focus area for VO2 research, and its only until recently that VO2 is being treated as a much more complex system and investigated as highly responsive naturally disordered metamaterial near the phase transition temperature where the material exhibits semiconducting and metallic phase co-existence. Since each phase of VO2 has a distinct optical and electrical properties, controlling the extent of phase transitions by accurate temperature modulation, enables exploitation of the material for new properties like emissivity modulation in the NIR region and for creating IR visible reversible and rewritable patterns. V2O5 is traditionally seen as a high TCR material and regarded as material of choice for application ranging from catalysis, gas sensors to lithium batteries. In this study, however we focus on the optical properties of the material, especially the visible range thermochromic nature of V2O5 coatings synthesised by oxidative annealing of MOCVD grown VOx coatings. The impact of doping and selective oxygen vacancy generation on the thermochromic property are discussed
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Tchiffo, Tameko Cyril. "Croissance et propriétés de couches minces d’oxydes pour microsources d’énergie". Thesis, Orléans, 2016. http://www.theses.fr/2016ORLE2068/document.
Abstract (sommario):
Cette thèse concerne la réalisation des films minces d’oxydes et l’étude de leurs propriétés physiques pour les cellules photovoltaïques (PV) et les modules thermoélectriques. Dans une première partie, les propriétés de l’oxyde de titane TiOx (1,45This thesis concerns the realization of oxide thin films and the study of their properties for photovoltaic or thermoelectric devices. In the first part, the TiOx properties are studied for use as an optically active transparent conductive oxide to put in front of the PV cells or, as optical coupling layer to interpose between the metal reflector and the absorbent layer of a PV cell. The layers are deposited by pulsed laser deposition (PLD). This method allows to get stoichiometric or oxygen deficient layers by controlling the oxygen partial pressure during the growth. The layers are doped with Nb to enhance electrical conductivity and/or with Nd for the conversion of Ultra-Violet photons to Near Infra-Red photons. Insulating and transparent layers, luminescent layers or conducting and absorbent layers are obtained. The TiO₁,₄₅₋₁,₆₀ films show polaronic or bipolaronic conductivity and exhibited the jump of electrical conductivity with jump height and temperature depending on the nature of the dopants. A second part of the manuscript concerns thermoelectricity in which the properties of cobalt calcium oxide are modulated for an efficient conversion of low temperature gradients centered at 300-365K. The control of the oxygen concentration of films allows to obtain the polymorphic phases CaxCoO₂,Ca₃Co₄O₉ and Ca₃Co₄O₆,₄₋₆,₈ having metallic or semiconducting behavior depending on the deposition temperature. The Ca₃Co₄O₆,₄₋₆,₈ films show high Seebeck coefficients (S) ≥ 1 000 μV/K and low electrical resistivity (3.8 to 6 mΩ.cm). Such interesting values have to be confirmed by additional experiments in order to be used as thermoelectric films
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Limelette, Patrice. "Propriétés de transport de systèmes électroniques fortement corrélés". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003545.
Abstract (sommario):
Les propriétés de transport des deux systèmes fortement corrélés (V0.989 Cr0.011)2O3 et k-(BEDT-TTF)2 Cu[N(CN)2]Cl ont été étudiées au voisinage de la transition de Mott en fonction de la température et de la pression. La technique de pression variable, à haute et basse températures, a permis de déterminer les domaines de coexistence métallique et isolant définis par les lignes spinodales des hystérésis jusqu'au point critique terminal (TC, PC). L'analyse du comportement critique de la conductivité du composé (V0.989 Cr0.011)2O3 a révélé une complète analogie avec la transition liquide-gaz en accord avec les prédictions obtenues dans le cadre du modèle DMFT. Nous avons ainsi montré par une analyse d'échelle que la classe d'universalité de la transition de Mott dans ce composé était celle du modèle d'Ising 3D. Dans les deux systèmes, nous avons mesuré dans la phase isolante à basse température ( TT*) entre le régime métallique incohérent et un régime isolant.
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Foissac, Romain. "Etude à l'échelle nanométrique par sonde locale de la fiabilité et de la dégradation de films minces d'oxyde pour applications MOS et MIM". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT047/document.
Abstract (sommario):
L'intégration de diélectriques High-k dans les empilements de grille des dispositifs MOS a fait naître de nouvelles interrogations concernant la fiabilité des futurs nœuds technologiques. La miniaturisation constante des dispositifs conduisant à l'amincissement des épaisseurs d'oxyde de grille, leur caractérisation électrique est rendue de plus en plus complexe à l'échelle du dispositif. Pour palier à ce problème, l'utilisation d'un microscope à force atomique en mode conducteur sous ultravide permet grâce à la faible surface de contact entre la pointe et l'échantillon de réduire suffisamment le courant tunnel pour pouvoir étudier la dégradation et le claquage diélectrique d'oxyde ultra fin. La comparaison systématique des résultats de fiabilité de l'empilement High-k du nœud 28nm et de la couche interfaciale seule ayant subi les mêmes étapes de développement que celles présentes dans l'empilement, obtenus par C-AFM sous ultra vide, ont permis de montrer expérimentalement que la probabilité de claquage des oxydes de grille High-k est gouvernée par la fiabilité propre des couches qui la composent, et de déduire une loi d'extrapolation de la durée de vie en tension et en surface ce qui permet de prédire la statistique de défaillance du dispositif. Les impacts d'un pré-stress en tension de l'ordre de la milliseconde sur les distributions de claquage des oxydes de grille simples et bicouches ont été rapportés. Ces résultats sont expliqués dans ce manuscrit par le déclenchement lors de l'application du stress, d'une dégradation au sein de l'oxyde, prenant naissance dans la couche interfaciale des oxydes High-k et conduisant à une réduction locale de l'épaisseur de diélectrique. Des phénomènes de résistance différentielle négative au moment de la rupture diélectrique ont été étudiés et modélisés pour différentes épaisseurs d'oxyde, par une croissance filamentaire de la dégradation. Il a été possible de donner une expression analytique reliant le temps caractéristique de croissance filamentaire et le temps moyen de claquage observé sur les distributions statistiques. Enfin, les mesures C-AFM de ce travail ont été étendues au cas des structures MIM utilisées pour le développement des futurs mémoires résistives OxRAM. Dans ce cas un effet d'auto-guérison à l'échelle nanométrique a été mis en évidenceIntegration of High-k dielectrics in gate oxides of MOS raised new issues concerning the reliability of futur technology nodes. The constant miniaturisation of devices leads to thinner gate oxides, making their electrical caracterisation more complex at the device scale. To solve this problem, an atomic force microscope in conductive mode under ultra high vacuum can be used thanks to the readuce contact area between the tip and the sample which allow a drastic decrease of the tunneling current and thus the study of the degradation and the dielectric breakdown of ultra-thin oxides. The systematic comparaison of the TDDB distributions obtained on the High-k gate oxide of the 28nm technology node on one side and obtained on the Interfacial layer alone revealed that the failure probability of High-k oxides is governed by the failure probability of each layer present in the stack. This allow to give an extrapolation law of the High-k gate oxide lifetime as a function of the applied voltage and the electrode area and to predict the failure statistic of the 28nm tehcnology node. The impact of voltage pre-stress with a microseconde range of duration on the TDDB and VBD distributions of both single layer and High-k gate oxides is given is the manuscript. The results are then interpreted by an invasive degradation nucleating from an interface during a stress and leading to a local thinned oxide. Pre-breakdown negative differential resistance have been studied and modeled for several oxide thickness, using a growing mecanism of the elctrical degradation. An analytic expression linking the growth caracteristic time of the filament and the mean time to breakdown observed on the statistical distributions has then been given. Finally, C-AFM measurements developped in this work has been extended to MIM structures used for oxide resistive random access memories (OxRAM). A self healing has been observed at the nanometric scale for these samples
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Lachaume, Raphaël. "Contribution à la caractérisation électrique et à la simulation numérique des cellules photovoltaïques silicium à hétérojonction". Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENT028/document.
Abstract (sommario):
La technologie des cellules photovoltaïques silicium à hétérojonction (HET) a montré un intérêt croissant ces dernières années. En alliant les avantages des technologies couches minces et silicium cristallin (c-Si), elle permet un meilleur compromis coûts-performances que les cellules purement c-Si. Cette thèse a pour but d'améliorer la compréhension des mécanismes physiques qui régissent les performances de ces cellules, en mettant à profit des compétences spécifiques de caractérisation et de simulation issues de la microélectronique. Nos travaux se focalisent sur l'étude de la face avant de la cellule HET de type n, composée d'un empilement de couches minces d'oxyde d'indium dopé à l'étain (ITO) et de silicium amorphe hydrogéné (a-Si:H). Nous commençons par une étude théorique et expérimentale de la conduction des couches d'a-Si:H en fonction de la température, du dopage et des défauts qu'elles contiennent. Prendre en compte l'équilibre dopant/défaut de ces couches est primordial mais nous montrons aussi que le travail de sortie des électrodes en contact, comme l'ITO, peut influer fortement sur la position du niveau de Fermi dans les films nanométriques d'a-Si:H. Nous présentons ensuite une évaluation de sept techniques de caractérisation du travail de sortie afin d'identifier les plus adaptées à l'étude de semiconducteurs dégénérés tels que l'ITO. Nous montrons notamment l'intérêt de techniques originales de la microélectronique comme les mesures de capacité C(V), de courant de fuite I(V) et de photoémission interne (IPE) sur des empilements ITO/biseau d'oxyde/silicium. Nous mettons clairement en évidence que les propriétés volumiques de l'ITO peuvent être optimisées, mais que les interfaces ont un effet prépondérant sur les valeurs de travaux de sortie effectifs (EWF) extraits. Une bonne cohérence globale a été obtenue pour les techniques C(V), I(V) et IPE sur biseau de silice (SiO2) ; les valeurs extraites ont notamment permis d'expliquer des résultats expérimentaux d'optimisation des cellules. Nous montrons que la tension de circuit ouvert (Voc) des cellules est finalement peu sensible au travail de sortie, contrairement au Facteur de Forme (FF), grâce à la couche d'a-Si:H. Plus cette dernière est dopée, défectueuse et épaisse, plus elle est capable d'écranter les variations électrostatiques d'EWF. Aussi, le travail de sortie doit être suffisamment élevé pour pouvoir réduire les épaisseurs de couche p d'a-Si:H et ainsi gagner en courant de court-circuit (Jsc) sans perdre en FF ni Voc. Enfin, il nous a été possible d'appliquer cette méthodologie à d'autres oxydes transparents conducteurs (TCO) que l'ITO. Le meilleur candidat de remplacement de l'ITO doit non seulement présenter une transparence optique élevée, être un bon conducteur et avoir un fort travail de sortie effectif, mais il faut également prêter une attention particulière à la dégradation éventuelle des interfaces causée par les techniques de dépôtBy combining the advantages of thin-films and crystalline silicon (c-Si), the silicon heterojunction solar cell technology (HET) achieves a better cost-performance compromise than the technology based only on c-Si. The aim of this thesis is to improve the understanding of the physical mechanisms which govern the performance of these cells by taking advantage of specific characterization and simulation skills taken from microelectronics. Our study focuses on the front-stack of the n type cell composed of thin layers of indium tin oxide (ITO) and hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H). We begin with a theoretical and experimental study of the conductivity of a-Si:H layers as a function of temperature, doping concentration and bulk defects density. It is important to properly take into account the dopant/defect equilibrium of these layers but we also show that the work function of the electrodes in contact, such as the ITO, can strongly influence the Fermi level in the nano-films of a-Si:H. Then, we evaluate seven characterization techniques dedicated to the work function extraction in order to identify the most suitable one for studying degenerate semiconductors such as the ITO. We particularly show the interest of using original microelectronics techniques such as capacitance C(V), leakage current I(V) and internal photoemission (IPE) measurements on ITO/bevel oxide/silicon test structures. We clearly demonstrate that the ITO bulk properties can be optimized, yet the interfaces have a major influence on the extracted values of the effective work function (EWF). A good overall consistency has been obtained for C(V), I(V) and IPE measurements on a silicon dioxide bevel (SiO2) ; the extracted values enabled us to explain experimental results concerning the optimization of HET cells. We show that the open circuit voltage (Voc) of these devices is finally barely sensitive to work function, unlike the Fill Factor (FF). This is due to the a-Si:H layer. The more it is doped, defective and thick, the more it is able to screen the electrostatic variations of EWF. Thus, EWF must be sufficiently high to be able to reduce the p a-Si:H layer thickness and, in turn, to gain in short-circuit current (Jsc) without losing either in FF or Voc. Finally, we successfully applied this methodology to other types of transparent conductive oxides (TCO) differing from ITO. The best candidate to replace ITO must not only have a high optical transparency, be a good conductor and have a high EWF, but we must also pay close attention to the possible interface degradations caused by the deposition techniques
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Sixou, Bruno. "Proprietes de transport dans les polymeres conducteurs electroniques". Université Joseph Fourier (Grenoble), 1996. http://www.theses.fr/1996GRE10271.
Abstract (sommario):
Ce travail est consacre a l'etude des proprietes de transport, conductivite et pouvoir thermoelectrique, de plusieurs polymeres conducteurs electroniques. Le suivi de l'evolution de ces proprietes en fonction d'un seul parametre de structure, a savoir: le desordre cree par le vieillissement dans le polypyrrole ou dans la polyaniline protonee a l'acide camphre sulfonique, le taux de reticulation dans des reseaux a base de polyoctylthiophene, ou la composition dans des composites polyaniline-nafion ou polyaniline-polyoxyde d'ethylene, nous a permis de preciser la nature du processus de conduction dans chacun de ces materiaux, et de degager des caracteristiques communes a ces systemes. Dans les polymeres conducteurs tres desordonnes, on observe un processus de sauts limite par l'energie de charge entre ilots conducteurs polaroniques separes par des barrieres isolantes. Nous montrons que la variation thermique de la conductivite observee experimentalement peut etre obtenue par des simulations numeriques a partir de methodes de milieu effectif. Dans les reseaux de polyoctylthiophene, une correlation est fortement suggeree entre ilots conducteurs et ilots cristallins. Dans les melanges a base de polyaniline, les ecarts observes par rapport a la theorie classique de la percolation sont attribues a ces processus de hopping. Pour des niveaux de conduction croissants, interviennent un effet tunnel entre gros ilots induit par les fluctuations thermiques puis des processus de conduction de type metallique, lies a la structure interne des grains conducteurs et de nature quasi-unidimensionnel. Les mesures de pouvoir thermoelectrique confirment cette image heterogene de la structure. De facon generale, a un terme lineaire en fonction de la temperature, de type metallique, se superpose, une contribution de type semi-conducteur amorphe. Dans les polymeres conducteurs, c'est la microstructure, les heterogeneites de dopage ou les zones plus ou moins cristallines qui determinent en premier lieu les proprietes de transport macroscopiques. La structure locale des chaines intervient dans les processus de conduction a l'interieur des ilots conducteurs et en filigrane dans les proprietes de transport macroscopiques. Dans cette perspective, le vieillissement peut etre decrit comme un grignotage d'ilots conducteurs au profit de barrieres isolantes
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Curtet, Jean-Pierre. "Structure et micro-structure d'une nouvelle famille de copolyimides alternés à conduction mixte". Université Joseph Fourier (Grenoble), 1998. http://www.theses.fr/1998GRE10144.
Abstract (sommario):
Notre travail entre dans le cadre de l'etude des materiaux polymeres conducteurs. Son objectif est de determiner la structure de nouveaux copolyimides alternes a conduction mixte pour la mettre en rapport avec leurs proprietes electriques. Ces copolyimides alternent regulierement sur une meme chaine un motif pyromellitimide electroactif et une sequence peo solvatante. Ces materiaux trouvent leur application comme composants dans les electrodes des accumulateurs a electrolyte polymere. En introduction nous definissons quelques concepts fondamentaux et nous presentons brievement les differents types de polymeres conducteurs. Nous presentons alors les proprietes electrochimiques puis l'etude preliminaire par dsc et waxs des copolyimides ; etude mettant en evidence que la longueur des sequences de peo est a l'origine d'un polymorphisme structural. Dans la partie suivante un ensemble de resultats experimentaux obtenus par differentes techniques (waxs, saxs et sans) sont exploites pour modeliser deux phases cristallines observees a l'etat neutre. Nous etudions ensuite l'effet d'un seul de lithium sur la morphologie des copolyimides les plus solubles pour se rapprocher de leurs conditions reelles d'utilisation. A cette occasion une transition isotrope-nematique a ete observee et interpretee. La derniere partie s'attache a degager les raisons physiques du polymorphisme structural. Les rapports entre structure et proprietes de conduction sont egalement discutes. Pour conclure nous evoquons les perspectives ouvertes par ce travail.
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Tousch, Corentin. "Incorporation de nanotubes de carbone dans les couches d’oxyde formées par le procédé d’oxydation par plasma électrolytique de l’aluminium en vue d’élaborer des couches d’oxyde conductrices". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2023. http://www.theses.fr/2023LORR0282.
Abstract (sommario):
Le procédé le plus courant pour améliorer les propriétés de surface de l'aluminium est le procédé d'anodisation en bain acide, permettant la formation d'une couche protectrice d'oxyde d'aluminium en surface. Cela confère une meilleure résistance à l'usure et à la corrosion grâce à la grande dureté et la stabilité chimique de l'alumine. En revanche, l'alumine est un excellent isolant électrique, augmentant considérablement la résistance de contact des pièces anodisées. Traditionnellement, un traitement électrolytique à base de nickel, cadmium et chrome est appliqué aux pièces nécessitant une bonne conductivité en surface. Cependant, l'électrolyte contient des métaux lourds et notamment du chrome hexavalent, substance cancérigène, mutagène et reprotoxique que l'agence européenne de la chimie compte interdire au sein de l'Union Européenne. Par conséquent, des traitements alternatifs sont recherchés, conduisant à l'oxydation par plasma électrolytique. Ce procédé de conversion électrochimique diffère de l'anodisation en bain acide par l'utilisation de forts courant/tensions et l'emploi d'électrolytes basiques faiblement concentrés. La couche d'oxyde résultante est poreuse, permettant l'incorporation de particules solides. Ces dernières sont dispersées dans l'électrolyte et progressivement incorporées dans la couche d'oxyde pendant sa croissance. Il est alors concevable d'incorporer des particules conductrices dans l'objectif de créer des chemins de percolation à travers la couche, formant une couche composite oxyde d'aluminium-particules qui protège l'aluminium sous-jacent tout en maintenant une faible résistance électrique. A cet effet, les nanotubes de carbone ont été choisis pour leur excellente conductivité électrique et leur géométrie favorable à la percolation. L'étude vise à incorporer des nanotubes de carbones dans la couche d'oxyde générée pendant le traitement par oxydation plasma électrolytique de l'aluminium en vue de produire des couches d'oxydes conductrices. Les investigations expérimentales établissent les connaissances fondamentales sur les mécanismes d'incorporation, l'impact des paramètres électriques de traitement, l'effet des nanotubes de carbone sur le procédé et sur les propriétés des couches, notamment le comportement électrique. Les résultats révèlent que les nanotubes de carbone accélèrent la croissance de la couche et augmentent la porosité de celle-ci. A forte concentration, les couches formées deviennent excessivement poreuses avec des défauts (fissures, délamination) qui fragilisent l'intégrité de la couche d'oxyde. Les nanotubes de carbone dans l'électrolyte et dans l'oxyde influencent considérablement le procédé. La transition vers le régime de micro-décharges « soft » intervient plus tôt avec des concentrations en nanotubes plus élevées. Des concentrations excessives de nanotubes de carbone inhibent le procédé, empêchant la formation de la couche d'oxyde. Les traitements en régime « d'arc » favorisent l'incorporation des nanotubes de carbone dans l'oxyde devant les traitements en régime « soft ». Bien que l'incorporation des nanotubes de carbone améliore significativement de la conductivité électrique des couches d'oxyde, le seuil de percolation n'est pas encore atteint, et les couches demeurent isolantes pour l'instant. Cependant, les résultats obtenus sont très prometteurs, encourageant le financement de recherches supplémentaires pour optimiser la conduction électrique des couches ainsi formées, en s'appuyant sur les découvertes ici rapportéesThe most common method to enhance the surface properties of aluminum is acid-based anodization, forming a protective layer of aluminum oxide on the metal surfaces. This imparts improved wear and corrosion resistances due to alumina's high hardness and chemical stability. However, aluminum oxide is a strong electrical insulator, substantially increasing contact resistance in anodized components. Traditional electrolytic surface treatments involving nickel, cadmium, and chromium maintain electrical conductivity but involve heavy metal-containing electrolytes, including carcinogenic hexavalent chromium, a substance facing European Union import restrictions. Consequently, alternative treatments are sought, leading to electrolytic plasma oxidation. This electrochemical conversion process differs from acid anodization, using higher current/voltage and dilute basic electrolytes. The resulting oxide layer is porous, enabling the incorporation of solid particles. These particles are dispersed in the electrolyte and gradually incorporated within the growing oxide layer. By adding conductive particles it is conceivable to create percolation paths, forming a composite aluminum oxide-particle layer that protects the underlying aluminum while maintaining low electrical contact resistance.Carbon nanotubes were chosen for their excellent electrical conductivity and high form factor, enabling percolation at low volume concentration. The study aims at incorporating carbon nanotubes into the oxide layer generated during aluminum plasma electrolytic oxidation to produce conductive oxide layers. Experimental investigations establish fundamental insights into incorporation mechanisms, impact of electrical parameters, the influence of carbon nanotubes on the process, and coating properties, especially electrical behavior. Results reveal that carbon nanotubes accelerate layer growth and increase oxide coating porosity. High concentrations yield excessively porous layers with defects (cracks, delamination), compromising layer integrity. Carbon nanotubes in both the electrolyte and the growing oxide substantially affect the process. Transition to "soft" micro-discharge regime shifts earlier with higher nanotube concentrations under suitable electrical conditions. Excessive nanotube concentrations inhibit the process, preventing oxide layer formation. "Arc" regime treatments favor nanotube incorporation in the oxide compared to "soft" regime treatments. Although carbon nanotube incorporation significantly enhances oxide layer electrical conductivity, the percolation threshold isn't reached, and layers remain insulating for now. Despite this, the results are highly promising, prompting further research to optimize electrical conductivity in these composite coatings, building upon the findings reported here
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Adohi, Bibi J. P. "Claquage électrique de films d'oxyde de polyphénylène réalisés par voie électrochimique". Grenoble INPG, 1989. http://www.theses.fr/1989INPG0066.
Abstract (sommario):
L'etude du claquage dans la geometrie d'electrode plan-sphere en variant le milieu montre que le claquage est provoque par des decharges electriques; l'analyse quantitative de ces decharges montre qu'un materiau peut etre caracterise par le champ cree au moment de la rupture par les charges deposees en surface. Etude de la conductivite electrique et du retard au claquage dans la geometrie plan-plan pour des echantillons autocicatricables en fonction de la temperature. Discussion du mecanisme de claquage
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Soumahoro, Ibrahima. "Elaboration et caractérisation des couches mines de ZnO dopées au molybdène et l'ytterbium, pour des applications photovoltaïques". Thesis, Strasbourg, 2012. http://www.theses.fr/2012STRAE016.
Abstract (sommario):
Dans la perspective d’améliorer les cellules du futur, nous avons élaboré respectivement des couches minces de ZnO dopé Mo par la méthode spray pyrolyse et dopé Yb par sputtering. Quel que soit la technique utilisée, toutes ces couches sont polycristallines, transparentes avec des surfaces uniformes. De plus les mesures d’effet Hall montrent une conductivité de type n dans le cas des deux systèmes étudiés. Concernant les films minces de ZnO dopé Mo, les propriétés électriques restent potentiellement intéressantes pour des applications en photovoltaïque en tant que dopant additionnel en plus des terres rares. Quant aux films minces de ZnOYb, les résultats de mesures PL ont clairement mis en évidence un couplage optique entre ZnO et l’Yb avec l’observation d’un photon infrarouge pour un photon UV incident. Ceci suggère que le concept « down-shift » est susceptible d’être validéIn view of improving the cells of the future, we have elaborated respectively doped ZnO thin films by Mo spray pyrolysis method and doped Yb by sputtering. Whatever the technique used all these layers are polycrystalline, transparent with smooth surfaces. In addition, the Hall effect measurements show an n-type conductivity in the case of two systems studied. On thin films of ZnO doped Mo, the electrical properties are potentially interesting for photovoltaic applications as additional dopant in addition to rare earths. As for thin films ZnOYb, PL measurement results have clearly demonstrated an optical coupling between ZnO and Yb with the observation of a photon infrared photon UV incident. This suggests that the concept of "down-shift" is likely to be validated
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Baba, Kamal. "Développement et optimisation du procédé Spray Plasma de dépôt de couches minces d'oxyde de zinc : application aux cellules photovoltaïques". Paris 13, 2013. http://scbd-sto.univ-paris13.fr/secure/edgalilee_th_2013_baba.pdf.
Abstract (sommario):
Ce travail de thèse a pour but la mise au point et l’optimisation d’un nouveau procédé de dépôt de couches minces d’oxyde de zinc pour des applications photovoltaïques. Le principe de ce procédé, nommé « Spray Plasma », consiste à injecter un aérosol de microgouttelettes d’une solution aqueuse de nitrate ou chlorure de zinc dans un réacteur plasma basse pression. Sous l’effet de l’évaporation rapide et la réactivité du plasma d’argon/oxygène, le précurseur de zinc est transformé en couches minces d’oxyde sur la surface du substrat à température contrôlée. La transformation chimique fait intervenir des radicaux d’oxygène, de OH, des électrons, et des espèces excitées d’argon ou d’oxygène. La caractérisation expérimentale de la décharge par spectroscopie d’émission et par sonde de Langmuir nous a permis de déterminer les paramètres plasma tels que la température électronique (2-4 eV), la température du gaz (400 K), la densité des ions ainsi que l’évolution des espèces réactives du plasma. Parallèlement, ont été développés un modèle hydrodynamique pour calculer l’évolution de la taille et de la température des gouttelettes dans le réacteur d’une part, et un modèle cinétique en volume pour calculer l’évolution des paramètres du plasma d’autre part. La caractérisation des films par différentes techniques (DRX et MEB) nous a montré l’obtention de films nanostructurés avec des vitesses de dépôt de l’ordre de 90 nm/min. Le contrôle des paramètres de dépôt tels que la température du substrat, la concentration en précurseur et la fraction d’oxygène, permet de contrôler l’orientation cristalline, l’épaisseur, la rugosité et la taille des grains des films. Nous avons étudié le rôle de chaque paramètre sur la croissance des films et leurs propriétés structurales, optiques et électriques et corrélé ces résultats avec les caractéristiques du plasmaThe aim of this work is the development and the optimization of a new method for ZnO thin film deposition for photovoltaic applications. The principle of this so called Spray Plasma process, is the injection of a spray of micro droplets of an aqueous solution of zinc in a low pressure plasma reactor. Under the effect of evaporation and Ar/O2 plasma reactivity, the precursor is converted to zinc oxide thin films on the substrate surface at controlled temperature. Chemical transformation involves oxygen and OH radicals, electrons and excited species from oxygen or argon. The experimental characterization of the discharge by emission spectroscopy and Langmuir probe allowed the plasma parameters to be determined such as electron temperature (2-4 eV), gas temperature (400 K) and the density of ions. In parallel, two models were developed: a hydrodynamic model to calculate the droplet size and temperature evolution in the reactor, and a kinetic model to calculate the plasma parameter evolution. The characterization of the films by different techniques (XRD and SEM) revealed nanostructured films with a typical deposition rate of 90 nm/min. Control of the deposition parameters such as precursor’s concentration and oxygen ratio allows the control of crystal orientation, thickness, surface roughness and grain size of the deposited films. We studied the role of each parameter on film growth and their properties and correlated these results with the characteristics of the plasma
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Séverin-Fabiani, Tatiana. "Imagerie de photoluminescence synchrotron pour l’étude de matériaux anciens semi-conducteurs". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS093/document.
Abstract (sommario):
L'imagerie de photoluminescence synchrotron apparaît comme uneméthode particulièrement prometteuse pour l’étude de matériaux hétérogènesmêlant composés minéraux et organiques, comme ceux des sciences des matériaux anciens.Au cours de ce travail de thèse, nous avons développé le dispositif de microscopie de photoluminescence existant de la ligne DISCO du synchrotron SOLEIL afin d’identifier de nouveaux marqueurs de photoluminescence permettant de caractériser des processus physico-chimiques intervenant pendant la fabrication ou l’altération des matériaux anciens. Ces travaux ont conduit au développement d'un système de microscopie multi-spectrale optimisé. Le développement optique d'une illumination homogène, l’optimisation de la détection et la calibration radiométrique du dispositif ont mené à l’obtention d’images de photoluminescence quantitatives.Ce dispositif a été optimisé pour répondre au mieux à des problématiques archéologiques et patrimoniales avec une analyse topologique, chimique et des structures électronique et cristalline. Ces nouveaux développements ont été testés dans le cadre de systèmes d’étude réels composés de semi-conducteurs à grand gap. En étudiant des pigments d’artiste historiques composés d’oxyde de zinc (ZnO), nous montrons que les propriétés de photoluminescence du ZnO permettent de discriminer des pigments homogènes à macro-échelle, par l’hétérogénéité de photoluminescence à micro-échelle. Deux artefacts archéologiques en alliage de cuivre et un résidu en bronze ont été étudiés. L’étude en particulier du Cu2O en microscopie de photoluminescence multi-spectrale a mis en évidence l’apport de l’analyse par photoluminescence pour reconstruire la chaîne opératoire de métallurgie et apporter de nouvelles informations dans la compréhension des processus d’altération.Ces travaux ont démontré le potentiel de cette nouvelle méthodologie etl’intérêt de développer une telle approche au champ d’application desmatériaux anciens, matériaux présentant une forte hétérogénéité sur plusieurséchelles successivesSynchrotron photoluminescence imaging has emerged as a promisingmethod to study heterogeneous materials,composed of inorganic and organic compounds as those in ancient materials sciences.During this Ph.D., we have further developed the existing photoluminescencemicroscopy set-up of the DISCO beamline at the SOLEIL synchrotron, to identify new photoluminescence markers that allow characterizing physico-chemical processes taking place during the manufacturing or alteration processes of ancient materials. This work led to the development of an optimized multi-spectral microscopy set-up. The optical development of an homogeneous illumination, the optimisation of detection and the radiometric calibration of the set-up led to quantitative photoluminescence images. This set-up has been optimized to respond at best to archaeological and cultural heritage questions with a topological, chemical, electronic and crystalline analysis. Those new instrumental developments were tested on real systems made of wide-bandgap semiconductors. By studying historical artists' pigments composed of zinc oxide (ZnO), we have shown that the photoluminescence properties allow discriminating homogeneous pigments at macro-scale from the heterogeneity oh the photoluminescence response at the grain scale. Two copperbasedarchaeological artefacts and a bronze slag were studied. Particularly, the study of cuprous oxide (Cu2O) pointed out the considerable interest of multi-spectral photoluminescence analysis to retrieve the operational sequence of metallurgy and to provide new information for a better understanding of alteration processes.This work demonstrated the potential of this new methodology and the interest to develop such a method for ancient materials, that are characterized by a strong heterogeneity at successive scales
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Chicot, Gauthier. "Effet de champ dans le diamant dopé au bore". Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00968699.
Abstract (sommario):
Dans ce projet de thèse, deux voies visant l'élaboration de transistors à effet de champ en diamant ont été explorées : le delta-doping et la structure métal oxyde semi-conducteur (MOS). Plusieurs couches nanométriques delta-dopées au bore ont été épitaxiées et caractérisées par effet Hall. Un mécanisme de conduction par saut a été détecté dans les couches isolantes. Une mobilité de 3±1 cm2/Vs a été mesurée dans toutes les couches delta-dopées présentant une conduction métallique, quelque soit leur épaisseur (de 2 nm à 40 nm). Des structures MOS ont été fabriquées en utilisant de l'oxyde d'aluminium déposé par ALD (Atomic Layer Deposition) sur une surface oxygénée de diamant. Les mesures capacité tension ont montré que les régimes d'accumulation, de déplétion et de déplétion profonde pouvaient être contrôlés par la tension de grille, ouvrant ainsi la voie pour la fabrication de MOSFET en diamant.
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Magnan, Romain. "Oxyde transparent conducteur de ZnO : V à partir d'une cible de nanoparticules : de l’ablation par laser pulsé à un procédé de décharge à barrière diélectrique double fréquence à pression atmosphérique Transparent and conductive vanadium doped zinc oxide thin films by pulsed laser deposition from different targets Atmospheric pressure dual RF-LF frequency discharge: Influence of LF voltage amplitude on the RF discharge behavior Atmospheric pressure dual RF-LF frequency discharge: transition from α to α-γ-mode". Thesis, Perpignan, 2020. http://www.theses.fr/2020PERP0008.
Abstract (sommario):
Cette thèse en cotutelle entre la France et le Canada a pour objectif de développer une méthode innovante d’élaboration de couches minces nano-composites de ZnO:V, basée sur la mise en vol et le dépôt de nanoparticules (NPs) de ZnO :V par des Décharges à Barrière Diélectrique (DBDs) double fréquence. Cette méthode de dépôt vise à réduire le coût de production par l’utilisation de nanoparticules synthétisées par méthode sol-gel et de DBDs dans une configuration permettant le dépôt de couches minces en continu à pression atmosphérique. Les travaux se sont déroulés en trois phases :- L’étude des OTC obtenus par ablation laser à partir d’une cible de NPs de ZnO:V(1 %at.) et de cibles métalliques de ZnV. La résistivité la plus faible (4 x 10 4 Ω.cm) est observée pour les dépôt faits à 250 °C à partir d’une cible de Zn :V(3 %at.) alors que les meilleures propriétés optiques sont celles d’une couche mince quasi-amorphe obtenue à 20 °C à partir de la cible de NPs de ZnO:V. Ces couches minces présentent une transmission de 40% dans l’UV à 250 nm, 90% dans le visible et 80% dans le PIR à 2500 nm) avec une résistivité de 6 x 10-2 Ω.cm. - La recherche et l’optimisation d’une source plasma DBD pour mettre en vol des NPs de ZnO:V dans une configuration compatible avec le dépôt de couches minces contrôlées. La démarche a consisté à chercher à accroître le flux et l’énergie des ions à la cathode en appliquant, sur une des électrodes, une tension radiofréquence (5 MHz) qui génère une forte densité d’ions (~2 x 1011/cm3) et sur l’autre électrode une tension basse fréquence (50 kHz) afin de transporter les ions vers la cathode. La première étape a été de bien comprendre la physique de la DBD RF-BF en couplant la caractérisation optique de la décharge et la modélisation fluide 1D. Lorsque la tension BF augmente, la décharge initialement RF en régime α bascule en régime α-γ durant 1/5 du cycle BF. Les résultats montrent qu’en régime γ la décharge est auto-entretenue dans la gaine et le flux d’ions à la cathode est multiplié par un facteur 7 alors que leur énergie s’accroit d’un facteur 4. L’étude expérimentale montre que lorsqu’une cible de NPs interagit avec une DBD RF-BF, des NPs sont mises en vol.- La conception et le test d’une configuration de réacteur DBD comprenant 2 zones plasmas successives : la première pour mettre en vol les NPs d’une cible, la deuxième pour déposer les NPs sur un substrat. Cette dernière est basée sur une DBD double fréquence BF-BF obtenue par application d’une tension 50 kHz qui génère des électrons pour charger les NPs et une tension 1 kHz dont on sait qu’elle peut assurer le transport des NPs chargées du volume vers les surfaces. La faisabilité a été montrée par l’observation de NPs sur le substratThis thesis jointly supervised by France and Canada aims to develop an innovative method for the development of thin nanocomposite layers of ZnO: V, based on the sputtering and deposition of ZnO: V nanoparticles (NPs) using Double Frequency Dielectric Barrier Discharges (DBDs). This deposition method aims to reduce the cost of production by using nanoparticles synthesized by the sol-gel method and DBD in a configuration allowing the deposition of thin films continuously at atmospheric pressure. The work took place in three phases:- The study of TCO obtained by pulsed laser deposition from a target of NPs of ZnO: V (1% at.) and metal targets of ZnV. The lowest resistivity (4 x 10-4 Ω.cm) is observed for the deposits made at 250 ° C from a Zn: V target (3% at.) While the best optical properties are those of a quasi-amorphous thin layer obtained at 20 ° C from the NPs target of ZnO: V. These thin films have a transmission of 40% in UV at 250 nm, 90% in the visible and 80% in the PIR at 2500 nm) with a resistivity of 6 x 10-2 Ω.cm.- Research and optimization of a DBD plasma source to sputter ZnO: V NPs in a configuration compatible with the deposition of controlled thin films. The approach consisted in increase the flow and energy of the ions at the cathode by applying, on one of the electrodes, a radiofrequency voltage (5 MHz) which generates a high density of ions (~ 2 x 1011 / cm3) and on the other electrode a low frequency voltage (50 kHz) in order to transport the ions to the cathode. The first step was to understand the physics of the DBD RF-BF by coupling the optical characterization of the discharge and the 1D fluid modeling. When the LF voltage increases, the initially RF discharge in the α regime switches to the α-γ regime for 1/5 of the LF cycle. The results show that in γ regime the discharge is self-sustaining in the sheath and the flow of ions at the cathode is multiplied by a factor of 7 while their energy increases by a factor of 4. The experimental study shows that when an NPs target interacts with an RF-BF DBD, NPs are brought into flight.- The design and testing of a DBD reactor configuration comprising 2 successive plasma zones: the first to launch the NPs of a target, the second to deposit the NPs on a substrate. The latter is based on a double frequency BF-LF DBD obtained by applying a 50 kHz voltage which generates electrons to charge the NPs and a 1 kHz voltage which we know can ensure the transport of charged NPs from the volume to surfaces. The feasibility was shown by the observation of NPs on the substrate