Rozprawy doktorskie: „Couche mince diélectrique”

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Dupe, Bertrand. "Propriétés structurales et diélectrique de BiFe03 en couche mince". Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00646714.

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Le défis principal de l'industrie de la micro électronique est de créer d'augmenter la capacité de stockage mais aussi la vitesse des ordinateurs. Pour atteindre cette objectif, lkes composants électroniques doivent être miniaturisés à l'échelle du nanomètre. À cette échelle, les propriétés de la matière sont encore mal connues.Les matériaux les plus prometteurs dans cette recherche sont les multiferroïques où l'ordre magnétique et l'ordre ferroélectrique sont couplés. Ils pourraient amener des composants électroniques plus rapide et moins consommateur d'énergie dans des composants tels que les Random Access Memory. Ce travail traite de l'étude d'un multiferroïque typique BiFeO3 (BFO) en se concentrant sur les couplages entre les ordres magnétiques, ferroélectriques et le contrainte dans des systèmes de taille nanométrique

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Kahouli, Abdelkader. "Étude des propriétés physico-chimiques et (di)-électriques du parylène C en couche mince". Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00627040.

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Streszczenie:

Ces travaux de thèse ont consisté à mener une étude approfondie des propriétés physico-chimiques du parylène C, qui est un polymère chloré, en lien avec ses propriétés électriques et diélectriques. Ces dernières ont cerné principalement le comportement de la constante diélectrique et des pertes diélectriques en fonction de la température (de l'azote jusqu'à 300 °C) sur une plage de fréquence étendue (10-4 Hz - 1 MHz). Les analyses par diffraction des rayons X ont montré que ce polymère présentait une structure cristalline a- monoclinique avec un taux de cristallinité de 45 % après élaboration. Ce taux est faiblement dépendant de l'épaisseur pour des couches d'épaisseurs supérieures à 50 nm. Des recuits spécifiques appliqués sur le parylène C au dessus de la température de transition vitreuse ont permis de modifier le taux de cristallinité et des valeurs de 30% à 75 % ont pu être obtenues. Une relation linéaire entre le taux de cristallinité et la température de recuit a été proposée. Les analyses diélectriques ont permis de mettre en évidence trois mécanismes principaux de relaxation : La relaxation b, la relaxation g et la relaxation a. Par ailleurs, un mécanisme de polarisation interfaciale de type Maxwell-Wagner-Sillars (MWS) a été identifié à haute température (au-delà de la transition vitreuse). La mobilité moléculaire des chaînes autour de la température de transition vitreuse a été analysée en profondeur et les résultats (indice de fragilité, paramètres thermodynamiques...) ont été positionnés par rapport aux données de la littérature concernant d'autres polymères.

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Kahouli, Abdelkader. "Etude des propriétés physico-chimiques et (di-)électriques du parylène C en couche mince". Thesis, Grenoble, 2011. http://www.theses.fr/2011GRENT019.

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Ces travaux de thèse ont consisté à mener une étude approfondie des propriétés physico-chimiques duparylène C, qui est un polymère chloré, en lien avec ses propriétés électriques et diélectriques. Ces dernièresont cerné principalement le comportement de la constante diélectrique et des pertes diélectriques enfonction de la température (de l’azote jusqu’à 300 °C) sur une plage de fréquence étendue (10-4 Hz – 1 MHz).Les analyses par diffraction des rayons X ont montré que ce polymère présentait une structure cristalline a-monoclinique avec un taux de cristallinité de 45 % après élaboration. Ce taux est faiblement dépendant del’épaisseur pour des couches d’épaisseurs supérieures à 50 nm. Des recuits spécifiques appliqués sur leparylène C au dessus de la température de transition vitreuse ont permis de modifier le taux de cristallinité etdes valeurs de 30% à 75 % ont pu être obtenues. Une relation linéaire entre le taux de cristallinité et latempérature de recuit a été proposée. Les analyses diélectriques ont permis de mettre en évidence troismécanismes principaux de relaxation : La relaxation b, la relaxation g et la relaxation a. Par ailleurs, unmécanisme de polarisation interfaciale de type Maxwell-Wagner-Sillars (MWS) a été identifié à hautetempérature (au-delà de la transition vitreuse). La mobilité moléculaire des chaînes autour de la températurede transition vitreuse a été analysée en profondeur et les résultats (indice de fragilité, paramètresthermodynamiques…) ont été positionnés par rapport aux données de la littérature concernant d’autrespolymères
This work of thesis consisted in undertaking a thorough study of the physicochemical properties of theparylene C, which is a chlorinated polymer, in relationship with its electric and dielectric properties. These lastdetermined mainly the behavior of the permittivity and the dielectric losses according to the temperature (ofnitrogen up to 300 °C) on a wide frequency range (10-4Hz – 1 MHz). The analyses by x-rays diffraction showedthat this polymer had a a - monoclinical crystalline structure with a rate of crystallinity of 45 %. This rate isslightly depending on the thickness for layers thicknesses higher than 50 nm. Specific annealing applied to theparylene C made it possible to modify the rate of crystallinity and values from 30% to 75 % of crystallinitycould be obtained. A linear relation between the rate of crystallinity and the temperature of annealing wasproposed. The dielectric analyses made it possible to highlight three principal mechanisms of relaxation: b, g,a. In addition, a mechanism of interfacial polarization (Maxwell-Wagner-Sillars) was identified at hightemperature (beyond the glass transition). The molecular mobility of the chains around the glass transitionwas analyzed in-depth and the results (index of fragility, thermodynamic parameters...) were positionedcompared to the data of the literature concerning of other polymers

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Bazinette, Rémy. "Effet de la forme d'excitation électrique sur une décharge contrôlée par barrière diélectrique (dbd) à la pression atmosphérique et application au dépôt de couche mince". Thesis, Pau, 2016. http://www.theses.fr/2016PAUU3009/document.

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Les décharges contrôlées par barrière diélectrique (DBD) homogènes à pression atmosphérique sont une alternative pour réaliser des couches minces sur de grandes surfaces, en continu, sans système de pompage. La physique de ces décharges tout comme les propriétés des couches minces obtenues sont bien établies en excitation sinusoïdale basse fréquence (< 200 kHz) et radiofréquence (13,56 MHz). L’objet de cette thèse est d’étendre le domaine de fonctionnement de ces décharges dans un mélange Penning Ar/NH3. Pour ce faire, un dispositif original a été mis au point permettant de faire varier la fréquence d'excitation en tension sinusoïdale entre 50 kHz à 18 MHz. La DBD nanopulsée répétitive a également été étudiée. L’objectif est d’identifier de nouveaux modes de fonctionnement de la DBD homogène et d’en maximiser la puissance pour augmenter la vitesse de dépôt de couche mince tout en maintenant une qualité compatible avec les applications. Dans un mélange Ar-NH3, le régime de fonctionnement de la décharge transit de luminescent (GDBD) à Townsend (TDBD) vers 250 kHz puis à RF-DBD à partir de 3 MHz. Les mesures électriques et optiques qui ont été réalisées montrent que la puissance moyenne des décharges homogènes augmente d'un facteur 30 entre les régimes GDBD et RF-DBD (jusqu'à 35 W/cm3) tandis que la tension d'amorçage est réduite d'un facteur 6. Ces observations couplées aux spectres d’émission des décharges indiquent que la densité d’électrons augmente de plusieurs ordres de grandeur alors que leur énergie décroit. Ces résultats s’expliquent par un changement de mécanisme d'ionisation avec un rôle dominant de l'émission d'électron secondaire à la cathode en basse fréquence (GDBD et TDBD) tandis que l'ionisation en volume domine en RF-DBD. Les deux transitions entre les régimes GDBD-TDBD et TDBD-RF-DBD sont étudiées. La première est liée au temps de transit des ions de l'anode vers la cathode qui devient plus long que la demi-période. En conséquence, la chute cathodique ne se forme pas. La deuxième transition est liée au piégeage des ions puis des électrons qui dépend de la tension appliquée, de la valeur de l'espace interélectrode et de la fréquence. Ces régimes de décharges sont comparés au régime nanopulsé répétitif (NPR-DBD). Les conditions conduisant à une décharge homogène ont été trouvées. La puissance maximale en régime homogène est de 17 W/cm3 ce qui est 17 fois plus élevé que pour un régime sinusoïdal à même fréquence. Elle est obtenue pour une fréquence de répétition de 30 kHz avec un pulse de tension de 10 ns. Les dépôts de nitrure de silicium et d’oxyde de silicium obtenus à partir de SiH4 avec des GDBD, RF-DBD et NPR-DBD ont été étudiés. Dans tous les cas, la vitesse de dépôt est définie par la puissance de la décharge. L'augmentation de la puissance de la décharge avec la fréquence permet d'augmenter la vitesse de dépôt de 30 à 90 nm/min. Néanmoins avec l'utilisation de silane à température ambiante, des nanoparticules se forment en RF lorsque la puissance de la décharge est forte. La modulation d'amplitude empêche la formation des poudres. Pour ce faire l'énergie injectée pendant le Ton doit être inférieure à 100 µJ. Comme les précurseurs ne sont plus consommés par la formation de poudres, ils sont disponibles pour la croissance de la couche ce qui double la vitesse de dépôt par rapport au continu pour la même puissance moyenne. L'augmentation de la vitesse de dépôt sans poudre avec la puissance moyenne nécessite une augmentation de la fréquence de modulation (> 1 kHz) ce qui implique un Ton de plus en plus court pour limiter l'énergie injectée.Ce travail a mis en évidence un nouveau régime de décharge, la TDBD, en Ar-NH3. Il a permis de comparer les GDBD, TDBD, RF-DBD et NRP-DBD dans la même configuration de décharge. Pour la première fois des dépôts de couches minces ont été faits par RF-DBD et il a été montré que la modulation du plasma peut augmenter significativement la vitesse de dépôt
The homogeneous discharge controlled by dielectric barrier at atmospheric pressure and their applications are a promising field of activity because of their advantages in contrast with the low pressure processes, especially for the on line treatment of large surface without pumping system. The physics of these discharges as the thin film properties obtained are well established with low frequency sinusoidal (<200 kHz) and radiofrequency excitation (13.56MHz). This is what is explored in this thesis aimed to find and explore new modes of homogeneous DBD and maximizing the power to optimize the deposition rate while maintaining quality thin layers. To achieve this goal, an original device has been developed varying the excitation frequency from 100 kHz to 18 MHz. The frequency increase on this range have many consequences. In an Ar-NH3 mixture, the discharge regime becomes successively a glow (GDBD) then Townsend (TDBD) around 250 kHz then RF-DBD from 3 MHz. The electrical and optical measurements that have been done show that the average power of the homogeneous discharges increases by a factor of 30 between GDBD regime and RF-DBD regime (up to 35 W/cm3) while the breakdown voltage is reduced by a factor 6. These observations coupled to the discharge emission spectra indicate that the electron density increases by several orders of magnitude while their energy decreases. These results are due to a change of the ionization mechanism with a dominant role of the secondary electron emission at the cathode in low frequency regime (GDBD and TDBD) while the volume ionization is dominate in RF-DBD. Both transitions between GDBD-TDBD regimes and TDBD-RF-DBD are studied. The first is related to the ion transit from the anode to the cathode which becomes longer than the half-period. In consequence, the cathode fall is not formed. The second transition is related to ions and electrons trapping which depends on the applied voltage, the value of the inter-electrode space and frequency.These discharges regime are compared to Nanopulsed repetitively discharge (NPR-DBD). The conditions leading to a homogeneous discharge are found. In homogeneous regime the maximum of the discharge power is 17 W/cm3 which is 17 times higher than for a low sinusoidal voltage for the same frequency. It is obtained for a repetition frequency of 30 kHz with a 10 ns voltage pulse. Hydrogenated silica and silicon nitride thin film obtained from SiH4 with GDBD, RF-DBD and NPR-DBD were studied. In all cases, the deposition rate is defined by the discharge power. The increase of the discharge power with the frequency increases the deposition rate from 30 nm/min to 90 nm/min. However with the use of silane at room temperature, nanoparticles are formed in RF regime when the discharge power is high. The amplitude modulation allows to prevent the formation of powders. AS far as the energy injected during Ton is less than 100 μJ. As the precursors are not consumed by the formation of powders, they are available for the growth of the layer thereby doubling the deposition rate compared to the continuous process for the same average power. Increasing the growth rate without powders with the average power requires an increase in the modulation frequency (> 1 kHz) i.e. a short Ton to limit the injected energy. Thus this work has highlighted a new discharge regime, the TDBD in Ar-NH3 and compared the GDBD, TDBD, RF-DBD and NRP-DBD discharge in the same configuration. For the first time, RF-DBD coating have been made and it has been shown that modulation of plasma, although it decreases the discharge power, can significantly increase the deposition rate

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Mokni, Marwa. "Optimisation et analyses des propriétés physico-chimiques et diélectriques du parylène D". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAY080/document.

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Ce travail est consacré à l’élaboration et à la caractérisation de couches minces de parylène D déposées par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) sous forme de films de quelques microns d’épaisseur. L’objectif de l’étude est d’évaluer les potentialités de ce polymère en remplacement des parylènes de type N ou C pour des applications spécifiques ou encore pour l’intégrer dans de nouvelles applications. Une première étude a consisté à évaluer l’impact des paramètres des dépôts CVD (température de sublimation, température de pyrolyse, température du substrat d’accueil du film déposé) sur les changements physico-chimiques, structuraux et diélectriques du parylène D. Pour cela, nous nous sommes appuyés sur des analyses FTIR, XRD, DSC, TGA, AFM, SEM, DMA. Nous avons également appliqué des stress thermiques au parylène D dans le but d’évaluer leur performance à haute température (>200°C) ainsi que les changements opérés au niveau de la structure cristalline (taille des cristallites, pourcentage de cristallinité,…) ou encore la stabilité des propriétés thermiques (température de transition vitreuse, température de cristallisation, température de fusion) et diélectriques (constante diélectrique e’, facteur de dissipation tand et conductivité basse fréquence s’) Enfin, des analyses diélectriques en fréquence (de 0,1Hz à 100 kHz) sur une large plage de température de fonctionnement (-140°C – 350°C) ont permis de mettre en évidence la présence de trois mécanismes de relaxations (a, b, g), une polarisation d’interface de type Maxwell-Wagner-Sillars et une polarisation d’électrode. Les performances diélectriques sont également discutées par comparaison aux parylènes de type N et C plus couramment utilisés aujourd’hui dans les applications industrielles. Cette étude permet ainsi de disposer maintenant de paramètres de dépôt CVD bien contrôlés pour le dépôt de films de parylènes D aux propriétés souhaitées pour une application spécifique
This work is mainly focused on the elaboration and the characterization of parylene D thin films of few micrometers deposited by chemical vapor deposition (CVD). The goal of this study is to evaluate the potentialities of this polymer in order to replace the parylene N or C for specific applications or to integrate it in new applications. A first study consisted in evaluating the impact of the CVD process parameters (temperature of sublimation, temperature of pyrolysis, substrate temperature) on the surface morphology, the molecular structure and dielectric changes of parylene D. For that, we were based on several analyzes techniques as FTIR, XRD, DSC, TGA, AFM, SEM, DMA. Thermal stresses were applied to parylene D to evaluate their performance at high temperature (>200°C) and the changes on the crystal structure (size of crystallites, percentage of crystallinity,…) or the stability of the thermal properties (temperature of transition, temperature of crystallization, melting point) and dielectric properties (the dielectric permittivity, the dissipation factor, the electrical conductivity and the electric modulus). Dielectric and electrical properties of Parylene D were investigated by dielectric spectroscopy in a wide temperature ranges from -140°C to 350°C and frequency from 0.1 Hz to 1 MHz, respectively. (a, b and g)-relaxation mechanisms, interfacial polarization related to Maxwell-Wagner-Sillars and electrode polarization have been identified in this polymers. The dielectric performances of Parylene D have been also compared with parylenes N and C which are used in wide industrial applications. Optimized and controlled conditions of the CVD process of parylenes D are proposed in this work in relation to the properties. The obtained results open a new way for specific applications

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Liang, Chenghua. "Caractérisations électriques de polymères conducteurs intrinsèques Polyaniline / Polyuréthane dans une large gamme de fréquence (DC à 20 GHz)". Phd thesis, Université du Littoral Côte d'Opale, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00596089.

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L'objectif général de ce travail est d'accroître les connaissances fondamentales des Polymères Conducteurs Intrinsèques (PCI), et plus particulièrement de la Polyaniline (PANI) mélangée à du polyuréthane (PU), afin d'améliorer leurs propriétés électriques. Une étude morphologique montre que ces matériaux sont composés de chaines conductrices de type " spaghetti " mélangées dans une matrice isolante. Une première partie de ce travail est consacrée à la caractérisation diélectrique d'échantillons composés de 0.5%, 1%, 5% de PANI déposés sur de la fibre de verre dans une gamme de fréquence de 20 Hz à 20 GHz. Les résultats font apparaître une relaxation diélectrique qui évolue fortement avec la concentration du mélange. Ce phénomène est expliqué par un modèle théorique basé sur une distribution gaussienne des longueurs des îlots conducteurs. Une étude de vieillissement par voie thermique montre que les chemins de percolation finissent par se casser au cours du temps, ce qui entraine une diminution de la longueur moyenne des îlots et une dégradation des propriétés électriques des polymères conducteurs. La 2ème partie de ce travail concerne des mesures de bruit en 1/f sur des échantillons de 5%, 10%, 20%, 50% et 100% de PANI déposés en couche mince. Pour ces mesures, nous avons été amenés à mettre en place des méthodes utilisant des configurations spécifiques et à choisir la mieux adaptée à nos échantillons. Les résultats de cette étude montrent un fort excès de bruit en 1/f comparativement à ceux obtenus sur des matériaux homogènes. Ces excès de bruit sont expliqués par un modèle développé à partir de la morphologie de type " spaghetti ".

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Ziani, Ahmed. "Etude de nouveaux matériaux : Films minces perovskites oxynitrures, de la photocatalyse à la microélectronique". Phd thesis, Université Européenne de Bretagne, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00441375.

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Ce travail de recherche s'inscrit dans l'objectif de mettre à jour des propriétés originales sur le matériau oxynitrure de titane et lanthane LaTiOxNy en couche mince. Dans un esprit de facilité d'intégration et d'économie de quantité matière, nous assistons aujourd'hui au transfert des propriétés remarquables des perovskites oxynitrures depuis des matériaux en poudre vers des couches minces. Le dépôt est effectué par pulvérisation cathodique RF réactive sur différents substrats. Selon les conditions de dépôt, les couches minces sont épitaxiées, texturées ou polycristallines et contiennent différentes teneurs en azote. Les mesures diélectriques montrent des valeurs de constantes diélectriques ε' entre 80 et 400, dans la gamme de fréquence [100 Hz - 20 GHz], en relation avec la teneur en azote et la cristallinité des couches. Les meilleures tangentes de pertes sont mesurées sur des couches épitaxiées (tanδ < 1 %) avec ε' = 150 (Tamb, 12 GHz). En ce qui concerne le caractère photocatalytique, les mesures Courant-Potentiel en solution aqueuse sous irradiation de lumière visible, montrent que les couches LaTiOxNy sont bien actives dans le processus de photolyse de l'eau. L'activation de la surface des couches, par dépôt de nano-particules colloïdales d'oxyde d'iridium IrO2, montre une nette amélioration du photocourant associé à la réaction d'oxydation dans l'eau. La couche épitaxiée LaTiOxNy co-catalysée IrO2 présente la plus forte densité de photocourant, 70 μA.cm-2 (pH = 4,5) en solution aqueuse (Na2SO4).

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Vandenabeele, Cédric. "Étude des mécanismes d'adhésion entre une gomme caoutchouc et un fil métallique revêtu d'une couche mince déposée par plasma". Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0047/document.

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L'objectif de cette thèse est de développer un procédé plasma qui puisse se substituer au procédé de dépôt électrolytique de laiton, actuellement appliqué sur les fils d'acier utilisés comme matériaux de renforcement dans un pneu, pour les faire adhérer au caoutchouc. La stratégie employée consiste à déposer une couche mince organochlorée en continu sur un fil d'acier zingué, qui traverse une décharge à barrière diélectrique tubulaire, fonctionnant à la pression atmosphérique, dans une configuration fil-cylindre. Dans un premier temps, les travaux se concentrent sur la caractérisation de la décharge et de la couche mince déposée à la fois en mode statique (substrat immobile dans le réacteur) et dynamique (substrat en défilement). Des relations sont établies entre les paramètres plasma (puissance dissipée dans la décharge, fréquence de la source haute tension, flux de précurseur), les propriétés de la décharge et les caractéristiques du revêtement plasma. Des études morphologique, cinétique et chimique de la couche mince sont réalisées. Dans un second temps, la préparation de la surface du substrat et le dépôt plasma sont optimisés pour permettre d'obtenir les meilleurs niveaux d'adhésion entre l'acier zingué et le caoutchouc. À l'issue de ce travail d'optimisation, des analyses sont réalisées pour identifier la nature de la nouvelle interphase d'adhésion. Cette étude se conclut alors par une discussion sur l'origine possible des liens qui s'opèrent dans ce nouveau système
The primary objective of this thesis project is to develop a plasma process able to replace the electrolytic brass plating process, which is currently performed on steel wires used as reinforcing materials in tires to make them bond with rubber. The chosen strategy consists in depositing organo-chlorinated thin films in a continuous way on zinc-plated steel wires going across a tubular atmospheric pressure dielectric barrier discharge in a wire-cylinder configuration. In a first time, works focus on characterization of both the discharge and the plasma layer, deposited in the static (substrate stationary in the reactor) and dynamic (moving substrate) modes. Relationships are established between the plasma parameters (power dissipated in the discharge, high voltage source frequency, precursor flow rate), the discharge properties and the thin film characteristics. Morphological, kinetic and chemical studies of the plasma layer are carried out. In a second time, the substrate surface preparation and the coating are optimized to enhance the adhesion between zinc-plated steel wires and rubber. Analyses are performed to identify the new adhesion interface nature. At the end of this study, hypotheses concerning the adhesion origin in this system are formulated

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Jégou, Carole. "Intégration d'un film mince de Pb(Zr,Ti)O₃ dans une structure capacitive pour applications RF". Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112322/document.

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Les matériaux ferroélectriques suscitent beaucoup d’intérêt du fait de leurs propriétés physiques telles que la piézoélectricité, la ferroélectricité ou encore leur permittivité élevée. Ainsi, on cherche à les intégrer dans les micro- et nano-systèmes dans lesquels on les retrouve généralement sous forme de couche mince dans une configuration de type capacité plane. En particulier, l’oxyde de plomb, titane et zirconium (PZT) est un matériau très attractif pour les applications RF capacitives du fait de sa grande permittivité. Son intégration sur des électrodes métalliques, i.e. les lignes coplanaires constituant le guide d’onde, implique de maîtriser sa croissance en film mince. L’application d’une tension dans un dispositif RF actif impose également de contrôler les propriétés électriques : nature des courants de fuite et comportement ferroélectrique du PZT. Dans ce contexte, les couches minces de PZT sont déposées par ablation laser (PLD) sur un empilement La₀.₆₇Sr₀.₃₃MnO₃ (LSMO) / Pt (111) déposé sur un substrat monocristallin de saphir. La couche d’accroche conductrice LSMO est nécessaire afin d’éviter la formation d’une phase pyrochlore paraélectrique. Le contrôle de l’orientation cristalline de la couche de LSMO permet de contrôler la texturation de la couche de PZT. Les courants de fuite au travers de l’empilement Pt/PZT/LSMO/Pt ont ensuite été étudiés dans l’intervalle de température 220-330K de façon à déterminer les mécanismes de conduction. Une transition a été mise en évidence entre, autour de la température ambiante, un mécanisme contrôlé par la diffusion des charges en volume et, à basse température, un mécanisme contrôlé par l’injection des charges aux interfaces électrode/PZT. Un mécanisme par sauts a été identifié au-dessus de 280K en cohérence avec la présence de défauts étendus et la structure colonnaire du PZT. Afin de contrôler ces courants de fuite, différentes stratégies ont été utilisées. La première consiste à insérer une couche d’oxyde isolante à l’interface supérieure Pt/PZT modifiant ainsi l’injection des charges et permettant de réduire les courants de fuite. La seconde stratégie consiste, quant à elle, à modifier la structure de la couche de PZT en volume en élaborant des composites diélectrique/PZT multicouches ou colonnaires. Ainsi, une couche d’oxyde isolante a été insérée au milieu de la couche de PZT et a permis de réduire les courants de fuite. Le contrôle de la nucléation du PZT a également permis par nanofabrication d’élaborer un composite colonnaire pérovskite PZT/pyrochlore. La densité de piliers de pyrochlore dans la phase ferroélectrique permet de moduler la densité de courant dans la structure. Le PZT et les hétérostructures permettant de réduire les courants de fuite ont ensuite été intégrés dans une structure RF capacitive avec des lignes coplanaires d’or. Les performances RF en termes d’isolation et de pertes par insertion ainsi que la compatibilité de ces différents matériaux ont été étudiées et ont montré que les solutions développées dans le cadre du contrôle des courants de fuite sont prometteuses pour être intégrées dans les dispositifs RF capacitifs. En outre, on a cherché à extraire la permittivité à haute fréquence du PZT lorsque celui-ci est inséré dans une structure capacitive. Cette étude a notamment permis de mettre en évidence les points techniques à modifier concernant la structure du dispositif afin de parvenir à exploiter les propriétés physiques du PZT à haute fréquence
Ferroelectric materials are raising a lot of interest due to their physical properties such as piezoelectricity, ferroelectricity or high dielectric constant. Thus, they are generally integrated in micro- and nano-systems as thin films in a capacitive configuration. Especially, the lead zirconate titanate oxide (PZT) is an attractive material for capacitive RF applications due to its high dielectric constant. The growth of the PZT thin film has to be controlled on metallic electrodes for its integration on coplanar transmission lines. Moreover, electrical properties such as leakage current and ferroelectric behavior of PZT have to be monitored upon application of a dc voltage bias for RF device operation. In this context, PZT thin films were grown by the pulsed laser deposition technique (PLD) on a La₀.₆₇Sr₀.₃₃MnO₃ (LSMO) / Pt (111) electrode on a monocrystalline sapphire substrate. The LSMO buffer layer is mandatory to avoid the formation of the paraelectric pyrochlore phase. The control of the crystalline orientation of the LSMO layer allows for the control of the PZT layer texture. Leakage currents through the Pt/PZT/LSMO/Pt stack were then studied in the 220-330K temperature range to determine the conduction mechanisms. A transition is evidenced between a bulk-controlled mechanism near room temperature and an interface-controlled mechanism at low temperature. A hopping mechanism is identified above 280K in line with the presence of extended defects and the columnar structure of the PZT layer. Several strategies were tested to control leakage currents. The first one consists in inserting an insulating oxide layer at the top Pt/PZT interface. In this way, charge injection was modified and leakage currents were reduced. The second strategy consists in changing the PZT layer bulk structure by elaborating a layered or columnar dielectric/PZT composite. Thus, an insulating oxide layer was inserted in the middle of the PZT layer and permitted to reduce leakage currents. Moreover, the control of the PZT nucleation allowed for the elaboration of a columnar PZT/pyrochlore composite. The leakage currents in this composite can be tuned through the pyrochlore pillars density among the ferroelectric matrix. Then, PZT and the heterostructures for leakage current control were integrated in a capacitive RF structure with gold coplanar transmission lines. RF performances in terms of isolation and insertion loss of these materials were studied and gave good results. In particular the heterostructures developed to control the leakage currents are promising for their integration in capacitive RF devices. Besides, I tried to extract the permittivity of PZT at high frequency with the PZT layer in a capacitive configuration. This study highlighted the essential modifications of the capacitive structure that have to be made in order to be able to exploit PZT properties at high frequency

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Chagroune, Lakhdar. "Modélisation de l'émissivité d'une surface en utilisant une approche fractale". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL115N.

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L’oxydation des échantillons de tungstène chauffés par effet Joule, est réalisée dans un spectrophotomètre infrarouge sous atmosphère contrôlée (10^-2 torr d'oxygène) et à des températures T ≥ 1100 K pour créer des surfaces rugueuses. La morphologie de la couche d'oxyde est caractérisée par analyseur d'images à partir du cliché d'une coupe réalisée par microscopie électronique à balayage. On assimile l'oxyde à une superposition de films minces, dont l'un hétérogène, contenant la rugosité, est étudié par la théorie de BRUGGMAN en vue de déterminer sa constante diélectrique. Les propriétés optiques d'un corps hétérogène sont interprétées généralement à partir de la théorie des milieux dispersés qui ne tient compte que très partiellement de la rugosité des surfaces. Ce travail expose la conception et l'élaboration d'outils destinés à caractériser l'influence de la complexité et de la forme de la rugosité sur l'émissivité d'une surface, selon une approche originale qui tient compte de la morphologie réelle des surfaces (profils fractals). Le calcul de l'émissivité d'une surface rugueuse est mené de la manière suivante: numérisation des profils expérimentaux calcul de la constante diélectrique d'une couche homogène optiquement équivalente contenant la rugosité du profil considéré calcul du facteur moyen de dépolarisation gm par une méthode originale de remplissage du profil par des ellipsoïdes utilisation de la théorie des films minces, pour calculer l'émissivité monochromatique et directionnelle de cette surface. Une étude analogue a été réalisée sur des profils théoriques crées par interpolation fractale, pour la validation théorique du modèle. Nous mettons en évidence une relation entre la dimension fractale, l'émissivité et le facteur de dépolarisation

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Dulong, Jean-Luc. "Etude de la fonction diélectrique infrarouge de métaux nobles à haute température, par réflectométrie différentielle". Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066397.

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Conception et mise au point d'un appareil permettant de mesurer la différence de réflectivité entre un échantillon chauffé jusqu'à 600°C et un échantillon à température ambiante dans un domaine spectral allant de 1,5 à 10 microns. Etude des interactions électron-phonon et électron-électron dans l'argent et le cuivre à partir de leurs propriétés optiques dans l'infrarouge. Influence des défauts de volume et de surface. Détermination de l'indice complexe de couches minces peu absorbantes, dans l'infrarouge.

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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.

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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 substrat
This 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

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Berthier, Serge. "Théories de la fonction diélectrique optique des milieux inhomogènes : application aux propriétés électromagnétiques des cermets". Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066283.

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Analyse comparative des différentes théories de la fonction diélectrique optique des milieux inhomogènes aléatoires macroscopiques (MIAM). Résultats expérimentaux sur le comportement diélectrique de 5 échantillons au-MGO dont la concentration volumique en métal n'excède pas 0,41; apparition de la résonnance de plasmon de surface sur tous les échantillons entre 550 et 600 nm. Nouvelles approches: théorie de Bruggeman modifiée, méthode des groupes de renormalisation. Applications dans les capteurs solaires

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Guerboukha, Mohamed-Amine. "Etude de l'auto-assemblage et des propriétés électroniques de monocouches moléculaires sur germanium". Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2021. http://www.theses.fr/2021AIXM0020.

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Dans le domaine de la microélectronique, en raison de la mobilité intrinsèque élevée de ses porteurs de charge, le Ge apparaît comme un matériau alternatif prometteur pour remplacer le Si dans la prochaine génération de transistors à haute mobilité et à haute fréquence. Cependant, contrairement au dioxyde de silicium, l’oxyde de germanium n’est ni stable ni de bonne qualité. Ainsi la préparation de couches interfaciales permettant de passiver le Ge est nécessaire mais reste à ce jour encore problématique. Une voie prometteuse consiste à utiliser des SAM avec une constante diélectrique élevée. Au cours de ce travail nous nous sommes attachés à réaliser et caractériser de nouvelles SAMs à base d’organothiols greffés sur Ge, présentant une application potentielle comme isolants de grille. Nous avons utilisé des chaînes alkyles et des chromophores push-pull originaux. Nous avons adapté et mis au point la technique de désoxydation/greffage et montré qu’elle donne de meilleurs résultats que le traitement acide généralement utilisé. Cette méthode nous a en effet permis d’obtenir des surfaces de Ge fonctionnalisé moins rugueuses avec des SAMs bien organisées. Les analyses par XPS et FTIR démontrent l’élimination de l’oxyde du Ge. Nous avons mesuré les caractéristiques I-V des différentes SAMs à l'aide de contacts E-GaIn. Avec les PP, nous avons pu diminuer le courant d’un facteur 105 comparé au Ge, et 104 par rapport à l’alkyle. L’analyse statistique des caractéristiques électriques a été menée par spectroscopie de tension de transition, et corrélée avec niveaux moléculaires par IPES pour les niveaux inoccupés, la détermination des niveaux occupés par XPS, et calculs DFT
In the field of microelectronics, due to its high intrinsic carrier mobility, germanium (Ge) is emerging as a promising alternative material to replace silicon in the next generation of high-mobility and high-frequency transistors. However, unlike silicon dioxide, Ge oxide is neither stable nor of good quality. Thus, the preparation of interfacial layers to passivate and isolate Ge is necessary but still problematic. A promising approach is the use of SAMs with a high dielectric constant. In this perspective, during this work we have focused on the preparation and characterization of new SAMs based on organothiols grafted on Ge, exhibiting potential application as grid insulators. We have used hydro- and fluoro-carbonated alkyl chains, and novel bithiophene-based non-charged push-pull chromophores (PP) specially synthesized with the motivation to prepare layers with high dielectric constants by the presence of dipoles. We have adapted and developed the deoxidation/grafting technique in hydro-alcoholic solution and shown that it provides better results than the acid treatment. Indeed, such method has allowed us to obtain less rough functionalized Ge surfaces. XPS and FTIR analyses demonstrate the removal of oxide. We have measured I-V characteristics of the various SAMs using E-GaIn contacts. PP SAMs have allowed to decrease the current by a factor of 105 compared to Ge and of 104 compared to a twelve carbon atoms alkyl SAM. Statistical analyses of the electrical characteristics have been performed using TVS, and correlated with molecular levels, using IPES for probing the unoccupied levels, determination of the valence band occupied levels by XPS, and DFT calculations

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Callard, Anne-Ségolène. "Elaboration et caractérisation de couches diélectriques pour l'optique". Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1996. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/TH_T1653_ascallard.pdf.

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Ce travail porte sur la fabrication et la caractérisation des couches minces diélectriques pour l'optique. Les matériaux utilisés sont la silice, le nitrure de silicium et les oxynitrures de silicium. Les couches sont élaborées par dépôt chimique en phase vapeur active par plasma micro-onde (pecvd-ecr). Les dépôts sont contrôlés pendant leur croissance par ellipsométrie. Trois points ont été principalement développés: le premier d'entre eux est consacré à la fabrication de miroirs de bragg constitués de couches alternées de silice et de nitrure de silicium. Une méthode originale et simple de contrôle des épaisseurs de films par ellipsométrie in situ est présentée. Les mesures de réflectométrie sur les miroirs montrent que la méthode de contrôle in situ permet d'obtenir une grande précision sur les épaisseurs et les indices des différentes couches. Le deuxième est consacré à l'étude de la fabrication de films d'oxynitrure dont l'indice optique varie continûment avec l'épaisseur. Après l'examen de la variation de l'indice des couches en fonction des paramètres de dépôt, la méthode d'élaboration est présentée. Des films présentant des profils d'indice linéaire et parabolique ont été déposés sur du silicium et sur du verre. Le dernier point porte sur la caractérisation des films à gradient d'indice. On montre que la mesure d'un seul spectre ellipsométrique sur la couche permet d'obtenir la forme du profil. Une analyse en profondeur par gravure chimique permet de valider ces résultats

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Reymond, Vincent. "Nouvelles couches minces et multicouches dérivées de BaTiO3 : optimisation des propriétés diélectriques". Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011717.

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Les couches minces dérivées du matériau ferroélectrique BaTiO3 présentent un grand intérêt en vue de l'élaboration de composants intégrés pour la microélectronique et les télécommunications. Ainsi, des films de Ba0.6Sr0.4TiO3 (BST) possèdent une forte permittivité dont la valeur peut être modulée sous champ électrique, ce qui permet d'envisager leur utilisation dans des condensateurs aux propriétés ajustables. Cependant, le principal frein à leur intégration est l'importance de leurs pertes diélectriques. Des couches de BST déposées par pulvérisation magnétron radiofréquence ont été caractérisées d'un point de vue structural, chimique et diélectrique afin d'établir une référence. De nouvelles compositions exemptes de plomb, comme le BTZ (BaTi1-xZrxO3) et le BST substitué avec de l'étain, ont été synthétisées en vue d'abaisser les pertes. Des mesures diélectriques en température ont mis en évidence le caractère relaxeur des couches minces de BTZ riches en zirconium, et la copulvérisation a permis d'étudier l'ensemble de la solution solide BaTiO3-BaZrO3. Enfin, un nouveau type d'hétérostructures alliant le BST à une barrière diélectrique de SiO2 a permis d'atteindre des pertes très inférieures à 0.5% tout en conservant une permittivité et une accordabilité satisfaisantes.

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Profili, Jacopo. "Dépôt de couches minces nanocomposites par nébulisation d'une suspension colloïdale dans une décharge de Townsend à la pression atmosphérique". Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30131/document.

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Ce travail de thèse porte sur le développement de nouvelles couches minces nanocomposites par plasma froid à la pression atmosphérique. L'objectif principal est d'améliorer la compréhension des mécanismes physico-chimiques régissant ce procédé de synthèse. La stratégie adoptée est basée sur l'injection via un aérosol d'une suspension colloïdale de nanoparticules d'oxyde métallique dans une décharge à barrière diélectrique opérant en atmosphère d'azote (décharge de Townsend). Dans un premier temps, la synthèse est réalisée de manière séquentielle, la fabrication d'une matrice inorganique de silice (SiO2) étant séparée du dépôt des nanoparticules (TiO2). Ensuite, les couches nanocomposites sont obtenues par un procédé en une seule étape à travers l'injection simultanée dans la décharge des nanoparticules et d'un précurseur polymérisable organosiliciée (HMDSO). Les travaux présentés dans ce manuscrit se divisent en quatre grandes parties : tout d'abord le procédé de fabrication des nanoparticules est présenté, et une étude de leur dispersion dans divers solvants chimiques est réalisée. Puis la deuxième partie s'intéresse à l'étape de nébulisation de la suspension colloïdale, à l'analyse des distributions de taille des objets injectés et à l'étude de leur transport sans plasma. En particulier, une étude de l'influence des principales forces agissant sur leur transport est réalisée. Ces résultats permettent ensuite d'évaluer l'impact de la décharge sur le transport, et sur la réalisation des couches minces nanocomposites. Finalement, l'analyse des propriétés obtenues pour ces couches minces sur des substrats de bois est présentée dans une dernière partie
This PhD work is focused on the development of a new generation of nanocomposite thin films using cold plasma at atmospheric pressure. The main objective is to improve the understanding of the mechanisms involved in this process.The strategy is based on the injection of a metal oxide nanoparticles suspension in a dielectric barrier discharge operating in nitrogen (Townsend discharge). At first, the nanocomposite thin film is deposited sequentially: the fabrication of the inorganic matrix of silica (SiO2) is separated from the collection of the nanoparticles (TiO2). Then, the nanocomposite layers are obtained by a one-step process using a direct injection inside the discharge of nanoparticles dispersed in a polymerizable organosilicon precursor (HMDSO). This manuscript is divided into four major parts: first, the synthesis of the nanoparticles and the study of their dispersion in different solvents are presented. Then, in the second part we focus on the atomization of the colloidal suspension, on the analysis of the size distributions of the injected objects and on the study of their transport towards the discharge area. These results are then used to assess the influence of the discharge on the transport and the quality of deposited nanocomposite thin films. Finally, the thin films properties are investigated when depositing on wood substrates

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Bourgeois, Aléxis. "Adsorption et condensation de gaz dans des couches minces diélectriques mésoporeuses suivies par ellipsométrie". Paris 6, 2005. http://www.theses.fr/2005PA066568.

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Cojocaru-Mirédin, Oana. "Précipitation du bore dans le silicium implanté et redistribution du bore et platine lors de l’Inter-diffusion réactive dans les films minces nickel/silicium". Rouen, 2009. http://www.theses.fr/2009ROUES018.

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Ce travail de thèse est constitué de deux grandes parties. Dans la 1ere partie, nous avons étudié la redistribution du bore dans le silicium (001), à l’ambiante et après recuit thermique, à l’aide de la sonde atomique tomographique (SAT), la microcopie électronique en transmission (MET) et la spectrométrie de masse d’ions secondaires (SIMS). Pour cette étude, le silicium a été fortement implanté en bore. La concentration en B dans le Si peut alors dépasser la limite de solubilité. On est donc dans le cas d’un système sursaturé. Dans ce cas, nous avons observé qu’à la formation de défauts (BIC’s, défauts {113} etc…) s’ajoute la germination d’amas riches en B ou même la précipitation d’une nouvelle phase après recuit thermique. Dans la deuxième partie, nous avons étudié la redistribution du B et du Pt dans le NiSi, utilisé lors de la miniaturisation des transistors MOS afin de réduire la résistance de contact. A part l’accumulation du bore à l’interface NiSi/Si et à la surface de NiSi, nous avons observé, la précipitation du bore dans le monosiliciure de nickel, pour un recuit à 450°C. En revanche, pour le platine nous n’observons plus un phénomène de précipitation. Il a plutôt tendance de ségréger aux interfaces à 290°C (observation du « phénomène de chasse-neige »), tandis qu’au delà de 350°C, le Pt s’accumule majoritairement dans la phase NiSi
This work is composed by two parts. In the first part, we have studied the boron redistribution in silicon (001), at room temperature and after annealing, thanks to atom probe tomography (APT), transmission electron microscopy (TEM) and secondary ion mass spectrometry (SIMS). For this study, the silicon was strongly doped with boron. Thus, the concentration of B in Si can exceed the solubility limit. It is therefore in the case of a supersaturated system. In this case, aside the formation of defects (BIC's, {113} defects etc. . . . ), we have observed the germination of boron rich clusters and even the formation of a new phase, after thermal annealing. In the second part of this thesis, we studied the boron and platinum redistribution in NiSi, used in the miniaturization of MOS transistors in order to reduce the contact resistance. Aside the boron segregation at NiSi/Si interface and close to NiSi surface, we have observed the boron precipitation in NiSi at 450°C. On the other hand, in the platinum case we didn’t observe precipitation phenomena. In fact, the platinum segregates rather at the interfaces at 290°C, whereas at 350°C most of platinum accumulates in NiSi phase

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Borvon, Gaël. "Élaboration par plasma d'hexaméthyldisiloxane de couches minces à faible constante diélectrique pour applications aux interconnexions en CMOS". Nantes, 2003. http://www.theses.fr/2003NANT2087.

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L'objet de cette étude est le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD) de films minces à faible constante diélectrique pour des applications en technologies CMOS. Les couches minces sont déposées à basse température (<100°C) et basse presssion (2mTorr) sur des substrats de silicium à partir d'hexaméthyldisiloxane (HMDSO) pur ou mélangé avec de l'oxygène ou du méthane. En multipliant les diagnostics de caractérisations du plasma et des couches minces, nous avons cherché à mesurer des paramètres plasmas cruciaux pour le dépôt, approfondir la connaissance des structures et des propriétés des films déposés et optimiser les caractéristiques électriques. . .

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Kondovych, Svitlana. "Électrostatique des charges dans les couches minces diélectriques et ferroélectriques". Thesis, Amiens, 2017. http://www.theses.fr/2017AMIE0031/document.

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Nous explorons la variété des types d'interactions électrostatiques entre les charges dans des films minces à haute permittivité diélectrique, en analysant le cas particulier de l'interaction de Coulomb bidimensionnel logarithmique. Pour ce système, nous proposons une méthode de réglage du régime d'interaction à l'aide de l'électrode externe. Nous étudions ensuite les électrostatiques des charges étendues dans les matériaux diélectriques: des fils et des bandes chargés de manière homogène ou périodique. En s'appuyant sur les potentiels électrostatiques calculés de ces objets, nous abordons plusieurs applications possibles. Tout d'abord, nous suggérons la méthode non destructive pour mesurer la constante diélectrique des films minces déposés par un substrat par un condensateur à deux fils. Ensuite, nous étudions la formation des domaines dans des films ferroélectriques avec la polarisation dans le plan. L'apparition de la texture en domaines est causée soit par le bord chargé d'un échantillon de taille finie, soit par l'existence d'une paroi de domaine chargé dans le film. Les deux phénomènes augmentent l'énergie électrostatique de l'échantillon, ce qui stimule l'apparence des domaines pour minimiser l'énergie totale. Nous montrons que la taille équilibre du domaine dépend de la géométrie de l'échantillon et, pour les domaines dans le plan, elle viole la loi racine carrée de Kittel, étant inversement proportionnelle à l'épaisseur du film
We explore the various types of electrostatic interaction between charges in thin films with high dielectric permittivity, including the special case of the two-dimensional logarithmic Coulomb interaction, and propose a method of tuning the interaction regime using the external gate electrode. Changing the gate-to-film distance, one may alter the electrostatic screening length of the dielectric sample and control the ranges of different interaction types. We investigate next the electrostatics of extended charges in dielectric media, modeling the electrostatic potential distribution for charged wires, stripes and domain walls, with either homogeneous or periodic linear charge density. Basing on the calculated dependencies of the potential on the system geometry and material parameters, we discuss several possible applications: i ) we suggest the non-destructive method for measuring the dielectric constant of substrate deposited thin films by a two-wire capacitor; ii ) we study the domain structure formation in ferroelectric films with in-plane polarization. We show that for the in-plane striped 180˚ domain structure, induced by the discontinuity of the order parameter at the film edge, the equilibrium domain width violates the Kittel's square root law, being instead inversely proportional to the film thickness. The calculations for the in-plane domains, generated by the microscope tip or charged domain wall in the ferroelectric slab, demonstrate the conformity of the optimal domain length to the characteristic electrostatic length of the sample, and accord with the experimental data

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Segda, Bila. "Caractérisation dimensionnelle et physicochimique de couches minces et multicouches diélectriques". Clermont-Ferrand 2, 1993. http://www.theses.fr/1993CLF21529.

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Les differents aspects de ce travail qui concernent l'etude des materiaux al#2o#3, geo#2 et ge-pb-o sous forme de couches minces (uniques ou multiples) sont: l'elaboration des depots par la technique de pulverisation cathodique rf simple et rf magnetron, la mesure de l'epaisseur par interferometrie et par spectrometrie de fluorescence x, l'analyse en composition des depots par spectrometries xrf et rbs, l'etude des caracteristiques dielectriques de ces materiaux et de leurs empilements. L'analyse des couches a permis d'optimiser les conditions de pulverisation: pression initiale, pression totale et composition du plasma, puissance rf, distance cible-substrat et temperature du substrat. Les caracteristiques dielectriques de ces oxydes en couches uniques (monocouches) et de leurs empilements (multicouches) dependent des conditions de depot. Elles ont ete determinees a basse frequence (0. 2-100 khz) apres plusieurs cycles thermiques. Ces traitements thermiques ameliorent les proprietes dielectriques. L'elaboration d'oxydes mixtes ge-pb-o permet d'augmenter la permittivite dielectrique de geo#2 et la realisation des condensateurs a base de multicouches dielectriques a permis une amelioration des caracteristiques dielectriques notamment le champ de claquage. Ce travail montre l'interet des materiaux etudies (forte capacite surfacique, faibles pertes dielectriques et fort champ de claquage) pour leur utilisation dans des dispositifs electroniques miniaturises

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Orain, Stéphane. "Etude théorique et expérimentale des phénomènes de conduction thermique dans les matériaux diélectriques déposés en couches minces : application aux dépôts d'oxyde". Nantes, 2000. http://www.theses.fr/2000NANT2123.

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Ce travail concerne l'étude théorique et expérimentale des propriétés thermophysiques des couches minces diélectriques lorsque l'épaisseur de celles-ci devient nettement inférieure au micron. Ce travail a permis d'analyser les phénomènes de conduction thermique à différentes échelles du matériau afin de mieux comprendre le rôle de la microstructure sur la conductivité thermique. Cette étude a été menée sur différents oxydes-amorphe et polycristallin- (ZrO2, SiO2) et un polymère (poly(p-phénylène-vynilène)) déposé sous vide par divers procédés (pulvérisation RF, évaporation thermique)
This work deals with the theoretical and experimental study of thermophysical properties of the dielectric thin films with a thickness definitely lower than one micron. This work details how to analyse thermal conduction phenomena on various scales in order to better understand the role of the microstructure on the thermal conductivity. This study was undertaken on various amorphous and polycrystalline oxides (ZrO2, SiO2) and a polymer deposited by different techniques (RF sputtering, thermal evaporation)

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Maechler, Louison. "Dépôts de films organosiliciés réalisés par décharge à barrière diélectrique homogène à la pression atmosphérique : application aux films multicouches". Toulouse 3, 2010. http://thesesups.ups-tlse.fr/1070/.

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L'objectif de ce travail est de mieux comprendre les procédés de dépôt de couches minces par plasma à la pression atmosphérique, à travers la synthèse de matériaux organiques et inorganiques et ce à partir de deux décharges : la décharge de Townsend à la pression atmosphérique (DTPA) dans l'azote, et la décharge luminescente à la pression atmosphérique (DLPA) dans l'hélium. Dans les deux cas, le précurseur de dépôt utilisé est l'hexamethyldisiloxane (HMDSO) et l'espèce oxydante, le protoxyde d'azote (N2O). La démarche employée consiste, dans un premier temps, à déterminer les propriétés chimiques et structurales des couches obtenues. Puis une discussion est proposée sur les mécanismes réactionnels en phase gaz susceptibles d'expliquer les films déposés. Pour finir, le potentiel applicatif des dépôts obtenus à pression atmosphérique est mis en avant à travers la réalisation de multicouches aux propriétés barrières aux gaz puis de multicouches rigides aux propriétés antibuées
The aim of this work is to better understand deposition processes of thin films using an atmospheric pressure cold plasma, through the synthesis of organic and inorganic materials. Two discharges are used: the Atmospheric Pressure Townsend Discharge (APTD) in nitrogen and the Atmospheric Pressure Glow Discharge (APTD) in helium. In both cases, the precursor used is hexamethyldisiloxane (HMDSO) and the oxidizing gas is nitrous oxide (N2O). The approach consists in firstly determining the chemical and structural properties of films obtained with or without oxidant gas. After this step, a discussion is proposed on the gas-phase reaction mechanisms that may explain the obtained deposits. Finally, this work highlights some possible applications of these deposits obtained at atmospheric pressure through the realization of gas barrier multilayers and of rigid multilayers with antifog properties

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Ropa, Patrick. "Contribution à l'amélioration des techniques de caractérisation diélectrique de films minces". Montpellier 2, 1997. http://www.theses.fr/1997MON20189.

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La comprehension des phenomenes physiques lies au comportement dielectrique des materiaux ne peut etre, a l'heure actuelle, envisagee sans l'utilisation de methodes de caracterisation. Ce travail de these porte sur l'amelioration de deux d'entre elles : la technique des courants de decharge thermostimules et la methode de l'onde thermique. Dans le premier cas, une preparation originale des echantillons est a l'origine d'une etude sur des echantillons de polyethylene terephtalate. Dans le cas de la deuxieme, un ensemble de processus mathematiques en vue de la determination du champ electrique residuel est donne. Ces differentes procedures reposent sur des constats physiques lies a la mesure. L'adequation entre cette nouvelle option de traitement et un banc de mesure specifique au probleme des films minces est precisee. Ceci ne represente toutefois pas une solution miracle. Sa seule pretention repose sur son adaptation a tout type de stimuli thermiques et a la diminution des risques d'erreurs qui entacheront les resultats.

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Rigoudy, Charles. "Couches minces diélectriques avec des inclusions de nanoparticules d'argent réalisées par voie plasma conçues pour le contrôle du gradient de charges électriques sous irradiation électronique pour des applications spatiales". Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30268.

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Le phénomène d'émission électronique est étudié dans de nombreux domaines fondamentaux de la physique et pose le principe de fonctionnement d'un grand nombre de dispositifs tels que les écrans à émission de champ, les propulseurs Hall, etc. Il est mieux compris pour les métaux. Cependant pour les matériaux isolants, il constitue un phénomène critique limitant la fiabilité des composants dans les applications spatiales où les phénomènes de décharge et de claquage sont entièrement contrôlés par l'émission électronique. Selon l'énergie des électrons incidents et les propriétés des diélectriques, les électrons peuvent être piégés au sein du matériau, et/ou être à l'origine de phénomènes d'émission électronique. Ce travail de thèse se situe à l'interface de trois domaines de recherche : le dépôt par plasma de couches minces nanocomposites, le piégeage et le transport de charges électriques dans les diélectriques, et la caractérisation des matériaux sous irradiation en milieu spatial. Il explore l'effet des nanoparticules d'argent (AgNPs) enterrées dans des couches minces de silice, sur les mécanismes physiques (injection, piégeage, transport de charges et émission électronique secondaire) responsables du chargement diélectrique et des émissions d'électrons, afin de moduler ces phénomènes. Les couches minces nanostructurées de silice contenant un plan d'AgNPs ont été élaborées par procédé plasma combinant dans un même réacteur la pulvérisation d'une cible métallique et le dépôt chimique en phase vapeur activé par plasma (PECVD). La caractérisation structurale des échantillons a permis de déterminer la composition chimique de la matrice de silice plasma, la taille, la forme, la densité et la distribution des AgNPs ainsi que l'épaisseur totale de la structure. Ces analyses ont permis de corréler les paramètres structurels avec la réponse des couches diélectriques nanostructurées réalisées sous contrainte électrique et irradiation électronique. Il a été constaté que pour des électrons primaires de faible énergie (< 2keV), le rendement total d'émission d'électrons (TEEY) des couches minces de silice sans AgNPs présente une forme atypique avec un minimum local situé à environ 1 keV. Afin de mieux comprendre ce comportement, un modèle de TEEY a été développé. Il est basé sur le modèle de Dionne, et adapté aux diélectriques. Il considère le champ électrique interne résultant de l'accumulation de charges électriques dans la couche diélectrique. [...]
Electron emission phenomenon is intensively studied in many fundamental areas in physics and lays down the principle of operation of a large number of devices such as field emission display devices, Hall thrusters, etc. It is better described for metals. However, when originating from insulating materials it becomes a critical phenomenon involved in reliability issues of components in space applications where surface flashover phenomena and vacuum breakdown are entirely controlled by the electron emission from solids. Depending on the energy of impinging electrons and the dielectric properties, the electrons can be trapped within the dielectric bulk, and/or be responsible of electron emission phenomena. This PhD work, carried out at the interface of three research domains: plasma deposition of thin nanocomposite layers, dielectric charging and charge transport in thin dielectrics, and characterization of materials under irradiation in space environment, aims to explore the effect of metal inclusions (silver nanoparticles, AgNPs), embedded in thin dielectric silica layers, on the physical mechanisms (charge injection, trapping, transport and secondary electron emission from the surface) responsible of the dielectric charging and electron emission from dielectrics, in order to modulate them. Nanostructured thin dielectric silica layers containing a single plan of AgNPs have been elaborated by plasma process successfully combining in the same reactor sputtering of a metallic target and plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). Structural characterization of the resulting samples has been performed to determine the chemical composition of the plasma silica matrix as well as to obtain the AgNPs size, shape, density and distribution and the total thickness of the structure. These analyses allowed correlation of the structural parameters with the response of the obtained nanostructured dielectric layers under electrical stress and electronic irradiation. It was found that for low energy of the incident electrons (< 2keV) the total electron emission yield (TEEY) from thin silica layers without AgNPs presents an atypical shape with local minimum situated at around 1keV. To get closer to the description of this behavior a model for the TEEY was developed. It is based on Dionne's model, but adapted to dielectrics. It considers the internal electric field resulting from dielectric charging phenomenon.[...]

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Reymond, Vincent. "Nouvelles couches minces et multicouches dérivées de BaTiO₃ : optimisation des propriétés diélectriques". Bordeaux 1, 2004. http://www.theses.fr/2004BOR12858.

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Les couches minces dérivées du matériau ferroélectrique BaTiO3 présentent un grand intérêt en vue de l'élaboration de composants intégrés pour la microélectronique et les télécommunications. Ainsi, des films de Ba0. 6Sr0. 4TiO3 (BST) possèdent une forte permittivité dont la valeur peut être modulée sous champ électrique, ce qui permet d'envisager leur utilisation dans des condensateurs aux propriétés ajustables. Cependant, le principal frein à leur intégration est l'importance de leurs pertes diélectriques. Des couches de BST déposées par pulvérisation magnétron radiofréquence ont été caractérisées d'un point de vue structural, chimique et diélectrique afin d'établir une référence. De nouvelles compositions exemptes de plomb, comme le BTZ (BaTi1-xZrxO3) et le BST substitué avec de l'étain, ont été synthétisées en vue d'abaisser les pertes. Des mesures diélectriques en température ont mis en évidence le caractère relaxeur des couches minces de BTZ riches en zirconium, et la copulvérisation a permis d'étudier l'ensemble de la solution solide BaTiO3-BaZrO3. Enfin, un nouveau type d'hétérostructures alliant le BST à une barrière diélectrique de SiO2 a permis d'atteindre des pertes très inférieures à 0. 5% tout en conservant une permittivité et une accordabilité satisfaisantes.

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Huguet-Chantôme, Pascal. "Mesure de propriétés thermiques de matériaux diélectriques en couches minces par optique guidée". Aix-Marseille 3, 2001. http://www.theses.fr/2001AIX30084.

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Nous étudions les propriétés thermiques de matériaux diélectriques en couches minces. Nous utilisons pour cela des techniques d'optique guidée basée sur le coupleur à prisme ("m-lines "). Le coefficient thermo-optique dn/dT est mesuré pour différents matériaux en couches minces. Ces mesures sont appliquées à l'interprétation et la simulation du décalage spectral avec la température de filtres interférentiels. Le coupleur à prisme à réflexion totale, dans un montage à deux faisceaux de type pompe-sonde, permet de détecter, en régime harmonique, des variations d'indice photo-induites dans une couche mince aussi faibles que 10 -8. Ces variations d'indice sont provoquées par léchauffement créé par l'absorption d'une faible partie du faisceau pompe dans la couche. Leur répartition dans la couche est reliée aux propriétés thermiques (conductivité, chaleur spécifique) de celle-ci. Un modèle bidimensionnel de conduction thermique dans le coupleur à prisme a donc été développé, avec un bon accord qualitatif entre les calculs et les mesures. Une comparaison des mesures effectuées sur différents échantillons est également présentée
We study the thermal properties of dielectric thin-film materials. To achieve this goal, we use guided optic techniques based on the prism coupler (m-lines). The thermo-optical coefficients of different thin-film materials are measured. These measurements are applied to the analysis and simulation of interference filters' spectral shift with temperature. The totally reflecting prism coupler, in a two-beam pump-and-probe set-up, allows the detection, in harmonic regime, of photo-induced index modifications in a thin film as low as 10 -8. These index variations are due to the temperature increase created by the absorption of a small part of the pump beam in the film. Their distribution in the film is related to the film's thermal properties (conductivity, specific heat). A two-dimensional model of the heat conduction in the prism coupler has been developped, with a good qualitative agreement between calculations and measurements. The measurements performed on different samples are also compared

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Bonfante, Gwenaël. "Electromouillage et fiabilité : investigation de matériaux diélectriques et de couches minces hydrophobes". Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSE1289.

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Dans le but d'améliorer la fiabilité des technologies utilisant l'électromouillage, l'objectif de cette thèse est d'étudier les mécanismes de vieillissement de matériaux diélectriques et hydrophobes utilisés en électromouillage et d'appliquer ensuite le protocole de caractérisation établi, à de nouveaux matériaux. Cette thèse s'articule en trois parties. Dans une première partie, afin de caractériser finement les propriétés d'hydrophobie de surfaces et de déterminer plus particulièrement leur polarité, nous avons mis au point une méthode de mesure de la polarité de surface basée sur le mouillage de deux liquides sur une surface, ce qui apporte une précision accrue avec un minimum de mesures. Dans une deuxième partie, nous avons étudié différents revêtements utilisés en électromouillage avant et après vieillissement. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés aux films hydrophobes largement utilisés dans les systèmes optiques et de micro-laboratoires comme le Fluoropel©, le Cytop© et le parylène C. Cette étude montre une altération non négligeable des performances des matériaux de manière reproductible. L'hystérésis de mouillage, l'angle de contact au repos ainsi que les propriétés de cohésion des couches ont été étudiés afin de mettre en évidence les paramètres critiques à la durée de vie.Dans la dernière partie, nous avons cherché à mettre au point une méthode de dépôt d'un nouveau matériau hydrophobe par deux techniques de synthèse ; la voie sol-gel et la pulvérisation cathodique (PVD). Ainsi, un sol de précurseur à base du métal applicable pour la préparation de couches minces de son oxyde a été élaboré. La solution est obtenue à partir d'un précurseur synthétisé au laboratoire et stabilisée par des chélatants (acétylacétone). La stabilité de la solution ainsi que la procédure de dépôt sont présentées et les revêtements recuits déposés par sol-gel et PVD sont caractérisés par DRX et d'un point de vue morphologique (MEB, microscope optique…). Si, il fut possible de préparer par la méthode sol-gel des films de 300nm couvrants, leur forte rugosité n'a pas permis de les tester en électromouillage. Par la méthode PVD, nous avons pu réaliser des couches de 400 nm d'épaisseur, très lisses et utilisables en électromouillage. Ces films donnent de très bons résultats en électromouillage sur substrats plans et en lentilles liquides
In order to increase the technologies reliability using electrowetting, this work aims to study the mechanisms of ageing on dielectric and hydrophobic materials used in electrowetting as well and to apply this study to new materials. This thesis is composed of three parts.First, to be able to characterize precisely the hydrophobic properties of these surfaces and especially their surface polarity, we established a method to measure the surface polarity based on wettability of two liquids on a surface permitting a better precision with less measurements. In a second part, we studied different films used in electrowetting before and after ageing around 90°C for one week in order to simulate a long term ageing at an ambient temperature. Widely used hydrophobic coating used in optical systems and lab-on-chip will be mainly characterized such as Fluoropel©, Cytop© and parylène C. This work shows the visible alteration of material performances in a reproducible way. Wetting hysteresis and natural contact angle with the cohesive properties of the coatings are studied in order to establish critical parameters for the life time.Finally, we tried to establish a method to deposit a hydrophobic metal oxide coating by two ways, sol-gel technic with dip-coating deposition and by PVD. A precursor sol made of the metal usable to deposit its oxide thin films has been elaborated. The solution is prepared from the synthesized precursor and stabilized by chelatant (acetylacetone). The solution stability as well as the deposition method used are presented and the annealed coatings deposited by sol-gel and PVD are characterized by XRD and morphologically (SEM, optic microscope …). By the sol-gel method, covering coatings of about 300nm have been made. However, because of the roughness, no electrowetting experiments could have been achieved. By PVD, we have deposited coatings of 400nm thickness, very smooth and usable in electrowetting. These coatings give very good results in electrowetting on plane substrates and liquid lenses

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Garello, Kevin. "Matériaux magnéto-diélectriques en couches minces à forte perméabilité et à forte permittivité pour les applications microondes". Limoges, 2009. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/40362767-dd75-4724-8290-dda5087628e2/blobholder:0/2009LIMO4054.pdf.

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Le travail a porté sur l'élaboration d'hétérostructures magnéto-diélectriques polycristallines en couches minces pour les applications radiofréquences. Le résultat marquant est l'obtention d'une compatibilité en température de procédé de la phase pérovskite du SrTiO3 des électrodes magnétiques du type FeCo/NiMn. Un tel matériau associe artificiellement une très forte permittivité (εr=100) et une très forte perméabilité( µr=200) qui permet de comprimer la longueur d'onde d'un signal radioélectrique, avec ici un caractère faiblement dissipatif jusqu'à 10 GHz environ. Ceci constitue une première et a fait l'objet de plusieurs dépôts de brevets. Différentes versions de ce matériau ont été testées en guides coplanaires et avec des antennes et le potentiel de miniaturisation est discuté par applications
This work concerns the elaboration of a polycrystalline magneto-dielectric heterostructure thin film for radiofrequencies applications. The major result is the achievement of a temperature process compatibility between the SrTiO3 perovskite phase and FeCo/NiMn magnetic electrodes type. Such a material associate artificially a very high permittivity (εr=100) and a very high permeability ( µr=200) that allows to compress the wavelength of a radiofrequency signal, with there a low dispersive character up to about 10 GHz. This constitutes a world first that has been the object of several patents. Different versions of this material have been tested with coplanar waveguides and antennas, and the potential of miniaturization is discussed by applications

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Ben, Elbahri Marwa. "Dévelοppement de matériaux cοmpοsites de haute cοnstante diélectrique". Caen, 2016. http://www.theses.fr/2016CAEN2022.

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Ces travaux de thèse ont consisté à mener une étude approfondie des propriétés diélectriques et des effets d'interface d'un matériau diélectrique constitué de couches amorphes d’Al2O3 et TiO2 sous forme de laminé avec des épaisseurs sousnanométriques, déposées par ‘dépôt par laser pulsé (PLD)’. Une constante diélectrique élevée est obtenue due à l'effet Maxwell-Wagner. Cet effet est bien connu dans les diélectriques inhomogènes formés par des régions isolantes at d’autres semi-conductrices. Des films minces d'Al2O3 et TiO2 seront étudiés séparément afin de déterminer les conditions de croissance optimales pour les laminés en combinant les meilleures qualités physiques des deux couches constitutives. Une optimisation de la structure du laminé sera également étudiée en variant l'électrode inférieure et l'épaisseur totale. Les laminés avec un meilleur isolant atteignent une constante diélectrique plus élevée. Les caractéristiques des porteurs de charge à l’origine de la relaxation diélectrique et leur énergie d'activation sont discutées en analysant les propriétés diélectriques (constante diélectrique ε', le facteur de dissipation tan δ, le module électrique M" et la conductivité σac) en fonction de la température et la fréquence
This thesis presents an in-depth study of the dielectric properties and the interface effects of a dielectric material based on amorphous laminates of Al2O3 and TiO2 with sub-nanometer individual layer thicknesses, deposited by Pulsed Laser Deposition. A high dielectric constant compared to nanometric laminates due to the Maxwell-Wagner effect is obtained. This effect is well-known in inhomogeneous dielectrics related to the interfaces between insulating and semiconducting regions. Thin films of Al2O3 and TiO2 are studied separately in order to determine the optimal conditions for the growth of the subnanometric laminates by producing and combining the best physical qualities of both constituent layers. An optimization of the capacitor structure is performed varying the bottom electrode and the total thickness of the laminate. Laminates with a better insulating character of the Al2O3 layers achieve higher dielectric constants. The characteristics of the charge carriers governing the dielectric relaxation and their activation energy are discussed by analyzing the dielectric properties (the dielectric constant ε', the dissipation factor tan δ, the electric modulus M" and the conductivity σac) as a function of temperature and frequency

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Nguyen, Viet Hung. "Antennes miniatures et reconfigurables utilisant des matériaux diélectriques et ferroélectriques oxydes et oxynitrures en couches minces". Phd thesis, Université Rennes 1, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00866988.

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Face à la volonté d'intégrer une quantité toujours plus importante de nouveaux services au sein des terminaux mobiles de nouvelle génération et afin de répondre à leurs contraintes d'encombrement, des nouveaux concepts d'antennes intelligentes font l'objet de nombreuses recherches. Parmi les solutions proposées dans la littérature, la technique consistant à charger l'antenne par un matériau aux propriétés commandables apparaît particulièrement intéressante puisque elle cumule les effets de miniaturisation et d'agilité. Le travail de cette thèse concerne l'intégration des films minces La-Ti-O-N et BST dans des antennes miniatures et agiles en fréquence. Pour cela, une étude systématique des propriétés diélectriques (constante, tangente de pertes et accordabilité) des films La-Ti-O-N a été réalisée en basses et hautes fréquences. Ces propriétés sont fonction des caractéristiques structurales des films, elles-mêmes issues de la nature du substrat utilisé et des conditions de dépôt. En parallèle, une étude sur l'intégration de ces matériaux dans des structures rayonnantes pour atteindre l'agilité souhaitée a été menée. De premiers démonstrateurs d'antennes miniatures et reconfigurables à base des films minces La-Ti-O-N et BST ont été réalisés et caractérisés.

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Kassem, Hussein. "Caractérisation et applications hyperfréquences de matériaux ferroélectriques en couches minces". Thesis, Bordeaux 1, 2009. http://www.theses.fr/2009BOR13784/document.

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Blin, Delphine. "Croissance et propriétés de films minces de HfO2 déposés par Atomic layer deposition pour des applications microélectroniques". Montpellier 2, 2003. http://www.theses.fr/2003MON20097.

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Ziani, Ahmed. "Étude de nouveaux matériaux : films minces pérovskites oxynitrure, de la photocatalyse à la microélectronique". Rennes 1, 2009. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00441375.

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Ce travail de recherche s’inscrit dans l’objectif de mettre à jour des propriétés originales sur le matériau oxynitrure de titane et lanthane LaTiOxNy en couche mince. Dans un esprit de facilité d'intégration et d'économie de quantité matière, nous assistons aujourd'hui au transfert des propriétés remarquables des perovskites oxynitrures depuis des matériaux en poudre vers des couches minces. Le dépôt est effectué par pulvérisation cathodique RF réactive sur différents substrats. Selon les conditions de dépôt, les couches minces sont épitaxiées orientées ou polycristallines et contiennent différentes teneurs en azote. Les mesures diélectriques montrent des valeurs de constantes diélectriques ε' entre 80 et 400, dans la gamme de fréquence [100 Hz – 20 GHz], en relation avec la teneur en azote et la cristallinité des couches. Les meilleures tangentes de pertes sont mesurées sur des couches épitaxiées (tanδ < 1 %) avec ε' = 150 (Tamb, 12 GHz). En ce qui concerne le caractère photocatalytique, les mesures Courant-Potentiel, en solution aqueuse sous irradiation de lumière visible, montrent que les couches LaTiOxNy sont bien actives dans le processus de photolyse de l’eau. L’activation de la surface des couches, par dépôt de nano-particules colloïdales d'oxyde d'iridium IrO2, montre une nette amélioration du photocourant associé à la réaction d'oxydation dans l'eau. La couche épitaxiée LaTiOxNy co-catalysée IrO2 présente la plus forte densité de photocourant, 70 μA. Cm-2 (pH = 4,5) en solution aqueuse (Na2SO4)
The objective of the research was to update properties of oxynitride LaTiOxNy material. In a goal of easy integration and saving of material quantities, we are interesting to the transfer of perovskites oxynitrides properties from powders into thin films. The film depositions have been made by RF reactive sputtering onto different substrates. Depending on the deposition conditions, the films are epitaxied, oriented or polycrystalline. The dielectric measurements show dielectric constant values ε' between 80 and 400 in the frequency range [100 Hz - 20 GHz], depending on the nitrogen content and crystallinity of the films. The lower loss tangents are measured on epitaxied thin films (tanδ < 1%) with ε '= 150 (RT, 12 GHz). Regarding the photocatalytic properties, Current-Potential measurements, carried out in aqueous solutions under visible light irradiation, indicate that LaTiOxNy thin films are active in the process of water photolysis. The activation of thin films surface by deposition of colloidal nano-particles of iridium oxide IrO2, showed a marked improvement of the photocurrent associated with the oxidation reaction in water. The epitaxied co-catalyzed IrO2-LaTiOxNy thin film has the highest density of photocurrent, namely 70 μA. Cm-2 (pH = 4. 5) in aqueous solution (Na2SO4)

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Bidal, Gregory. "Intégration et caractérisation de nouveaux modules technologiques pour les applications CMOS à basse consommation". Grenoble INPG, 2009. http://www.theses.fr/2009INPG0082.

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Afin de répondre aux besoins des nouvelles applications dites « mobiles / multimédia», de nouvelles solutions technologiques CMOS émergent pour améliorer le compromis consommation/performance des transistors. D’une part, les dimensions des dispositifs atteignant les échelles nanométriques, des phénomènes parasites, auparavant négligeables, gagnent en importance. D’autre part, la généralisation de l’intégration de plusieurs fonctions sur une même puce (digitale, analogue, mémoire) implique d’anticiper l’optimisation technologique des composants au-delà de la simple miniaturisation. Cette thèse porte sur l’étude, la fabrication et la caractérisation de nouveaux modules technologiques destinés à limiter les courants de fuite et à améliorer le transport des porteurs : empilement de grille combinant diélectrique haute permittivité et grille métallique, transistor à canal complètement déserté intégré sur substrat bulk par technologie « Silicon-On-Nothing », transistor à grille enrobante, nouveaux substrats à double orientation cristalline, techniques de contrainte
Mobile multimedia applications are requiring new CM OS technological solutions in order to improve the performance/consumption trade-off. Since devices dimensions are entering into the nanoscale era, parasitic phenomenon are becoming less and less negligible. This work deals with the study, the fabrication and the characterization of new technological modules that are suitable for reducing leakage components and for boosting carriers transport. Chapter 1 is a review of the state-of-the-art. Chapter 2 presents technological integration of each module and their co-integrability. Chapter 3 gives an overview of electrical performances finally discussed in circuits and SRAM perspectives. Last, in depth characterization of transport relevant parameters su ch as mobility and velocity is detailed in chapter 4. The latter tries to give the main transport limitations for each architecture

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Le, Febvrier Arnaud. "Couches minces et multicouches d'oxydes ferroélectrique (KTN) et diélectrique (BZN) pour applications en hyperfréquences". Phd thesis, Université Rennes 1, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00795542.

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Ces travaux de thèse avaient pour but de proposer et d'étudier des hétérostructures multicouches originales, associant un matériau ferroélectrique et un diélectrique à faibles pertes, en vue de les intégrer dans des dispositifs hyperfréquences. Ces dispositifs électroniques nécessitent des matériaux avec une agilité élevée en tension accompagnée de pertes diélectriques faibles. L'étude s'est focalisée sur le matériau ferroélectrique KTa1-xNbxO3 (KTN) qui a récemment montré de fortes potentialités dans des dispositifs agiles et le matériau diélectrique relaxeur Bi1,5-xZn0,9-yNb1,5O7-d (BZN). Ces deux matériaux ont tout d'abord été étudiés séparément (caractérisations structurales, microstructurales et physiques). Les propriétés diélectriques ont été mesurées à basses fréquences (100 kHz) et à hautes fréquences (1 à 67 GHz) sur des films de KTN non-dopés et dopés par MgO. Une étude poussée du matériau BZN a montré une forte dépendance des propriétés optiques et diélectriques avec la microstructure des films. Finalement, l'association des deux matériaux, proposée pour la première fois, a été développée par deux méthodes de dépôt (PLD et CSD). Les mesures diélectriques des multicouches BZN/KTN/substrat ont montré une forte réduction des pertes diélectriques de 76% à basses fréquences et de 21% à hautes fréquences. Ces multicouches présentent une accordabilité d'environ 3% sous 22 kV/cm, supérieure à ce qui a pu être mesuré sur des couches minces ou multicouches à base d'autres matériaux ferroélectriques à champ électrique équivalent.

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Le, Febvrier Arnaud. "Couches minces et multicouches d'oxydes ferroélectrique (KTN) et diélectrique (BZN) pour applications en hyperfréquences". Phd thesis, Rennes 1, 2012. https://ecm.univ-rennes1.fr/nuxeo/site/esupversions/38c0f39c-1c86-4065-89c3-c5df70cd5303.

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Ces travaux de thèse avaient pour but de proposer et d’étudier des hétérostructures multicouches originales, associant un matériau ferroélectrique et un diélectrique à faibles pertes, en vue de les intégrer dans des dispositifs hyperfréquences. Ces dispositifs électroniques nécessitent des matériaux avec une agilité élevée en tension accompagnée de pertes diélectriques faibles. L'étude s'est focalisée sur le matériau ferroélectrique KTa1-xNbxO3 (KTN) qui a récemment montré de fortes potentialités dans des dispositifs agiles et le matériau diélectrique relaxeur Bi1,5-xZn0,9-yNb1,5O7-d (BZN). Ces deux matériaux ont tout d'abord été étudiés séparément (caractérisations structurales, microstructurales et physiques). Les propriétés diélectriques ont été mesurées à basses fréquences (100 kHz) et à hautes fréquences (1 à 67 GHz) sur des films de KTN non-dopés et dopés par MgO. Une étude poussée du matériau BZN a montré une forte dépendance des propriétés optiques et diélectriques avec la microstructure des films. Finalement, l'association des deux matériaux, proposée pour la première fois, a été développée par deux méthodes de dépôt (PLD et CSD). Les mesures diélectriques des multicouches BZN/KTN/substrat ont montré une forte réduction des pertes diélectriques de 76% à basses fréquences et de 21% à hautes fréquences. Ces multicouches présentent une accordabilité d'environ 3% sous 22 kV/cm, supérieure à ce qui a pu être mesuré sur des couches minces ou multicouches à base d'autres matériaux ferroélectriques à champ électrique équivalent
This work aims to develop, in thin film form, integrated structure based on tunable materials such as ferroelectrics and relaxor dielectrics for microwave devices. These applications require materials with large permittivity, low dielectric loss, low leakage current and high tunability (variation of the permittivity associate to the applied electric field). The work focused on the ferroelectric material KTa1-xNbxO3 (KTN) which have shown potentialities to be integrated in such devices and a relaxor dielectric material Bi1,5-xZn0,9-yNb1,5O7-d (BZN). The study was first dedicated to the structural, microstructural and physical characterizations of each material separately. Dielectric properties were measured at low frequencies (100 kHz) and high frequencies (1 GHz to 67 GHz) on undoped and MgO doped KTN. A structural and microstructural dependence of the dielectric and optical properties of BZN thin films was shown. Finally, the two materials were associated on multilayer heterostructures by two deposition methods (pulsed laser deposition (PLD) and chemical solution deposition (CSD). Dielectric measurements performed on these BZN/KTN/substrate multilayers evidenced that the dielectric losses were reduced by 76 % at low frequencies and 21 % at high frequencies. These multilayers present a tunability closed to 3 % at 22 kV/cm, i. E. A higher value than the one measured on other ferroelectric materials at the same electric field

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Coulon, Pierre-Eugène. "Films minces d'oxydes à grande permittivité pour la nanoélectronique : organisation structurale et chimique et propriétés diélectriques". Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/514/.

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Malgré les gros efforts de recherche consacrés depuis dix ans à l'étude de nouveaux films minces d'oxyde à grande permittivité kappa pour remplacer la silice en microélectronique, les relations qui existent entre les propriétés structurales/chimiques et électriques de ces films restent encore peu explorées. Des films minces d'oxydes à base de zirconium et de lanthane, préparés par dépôt chimique de couches atomiques (ALD) sur substrats de silicium et/ou germanium, font l'objet de ce mémoire. Les paramètres quantitatifs relatifs à l'organisation à l'échelle nanométrique dans ces films et aux interfaces, déterminés par microscopie électronique en transmission à haute résolution (MEHR) et spectroscopie de pertes d'énergie d'électrons (EELS) mises en œuvre sur un microscope moderne, sont directement corrélés avec les propriétés électriques (kappa et densité d'états d'interface Dit). Par recuit sous vide, le sesquioxyde La2O3 peut-être obtenu avec sa phase hexagonale de grande permittivité (kappa ~ 27) mais il s'hydrolyse rapidement et une couche interfaciale amorphe étendue de type silicate et de faible permittivité se forme à l'interface avec le silicium. L'oxyde ternaire LaxZr1-xO2-delta (x = 0,2) est non hygroscopique. Sur substrat de silicium et avec x ~ 0,2, il est stabilisé après recuit sous sa forme cubique (kappa ~ 30) avec une couche interfaciale amorphe riche en silice peu étendue. Sur substrat de germanium et avec x ~ 0,05, il est stabilisé en contact direct avec le substrat sous sa forme tétragonale de plus grande permittivité (kappa ~ 40) grâce à la diffusion du germanium dans le film. Le lanthane, présent surtout près de l'interface, forme un germanate qui diminue Dit. Ce travail a été développé dans le cadre du programme européen REALISE
Despite the considerable research work devoted since ten years to the study of new high permittivity (kappa) thin films for replacing silica in microelectronics, the relationships that exist between the structural/chemical and electrical properties of the films are not widely studied today. Thin Zr- and La-based oxide films, prepared by atomic layer deposition on silicon and/or germanium, are considered in this work. Quantitative parameters in relation with the organization at the nanometre level in the films and at the interfaces, determined by high resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and electron energy-loss spectroscopy (EELS) operated on a modern electron microscope, are directly connected to electrical parameters such as kappa and Dit (interface state density). After annealing under vacuum, the La2O3 sesquioxide can be obtained with its high permittivity hexagonal phase (kappa ~ 27) but is not stable. It is hygroscopic and forms with the silicon substrate an extended amorphous interfacial layer silicate in composition. The LaxZr1-xO2-delta (x = 0. 2) ternary oxide is not hygroscopic. On a silicon substrate and with x ~ 0. 2, it is stabilized in the cubic structure (kappa ~ 30) with annealing and forms a silica-rich interfacial layer with a spatial extension limited to 1-2 nanometres. On a germanium substrate and with x ~ 0. 05, the ternary is stabilized with the high permittivity tetragonal structure (kappa ~ 40) due to germanium diffusion within the film and develops in direct contact with the substrate. Lanthanum is essentially present near the interface and forms a germanate that lowers the Dit. This work has been developed in line with the European program REALISE

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Lemarquis, Frédéric. "Développement de méthodes analytiques de synthèse d'empilements de couches minces diélectriques. Recherche de systèmes achromatiques sans dispersion de phase destinés à l'interférométrie". Aix-Marseille 3, 1995. http://www.theses.fr/1995AIX30018.

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La synthese de filtres interferentiels presentant des proprietes optiques imposees est un probleme difficile a apprehender, necessitant souvent le recours a des procedes numeriques d'optimisation. Ceux-ci ne sont cependant efficaces que si l'on dispose de bonnes solutions de depart. Dans ce travail, on s'interesse a la mise au point de telles solutions dans le cas delicat de traitements tres larges bandes (3-15 m) destines a un interferometre de michelson. On montre en particulier comment la notion de buffer layer peut etre mise a profit dans le cadre d'une methode generale de synthese permettant d'accroitre progressivement la complexite d'un multicouche afin d'en ameliorer les performances. On se preoccupe ensuite de l'influence des traitements, du point de vue de la phase, sur le fonctionnement de l'interferometre. A l'aide de considerations de symetrie, on montre comment on peut assurer un equilibre de phase entre les bras de l'interferometre. On etudie egalement le cas d'un interferometre de fabry-perot necessitant des miroirs sans dispersion de phase. Dans la derniere partie de ce travail, on presente les problemes de realisation de multicouches pour l'infrarouge et on donne quelques resultats experimentaux relatifs a un ensemble separateur pour un interferometre de michelson fonctionnant dans le domaine 3-5,5 m

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Simon, Quentin. "Croissance et caractérisations de couches minces ferroélectriques de KTa₁₋ₓNbₓO₃ pour des applications hyperfréquences : contribution à la diminution des pertes diélectriques". Rennes 1, 2009. http://www.theses.fr/2009REN1S097.

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L’objectif de cette thèse est l’optimisation des caractéristiques physico-chimiques de couches minces ferroélectriques de tantalate niobate de potassium pour améliorer leurs propriétés diélectriques en vue de les intégrer dans des dispositifs agiles en hyperfréquences. Après avoir étudié l’influence du substrat sur les propriétés des films déposés par ablation laser, différentes voies de dopages ont été explorées : par ajout d’oxyde de magnésium, ce qui a permis une nette diminution des pertes diélectriques, ou par substitution du tantale par le titane permettant une amélioration de la permittivité diélectrique et de l’agilité des couches sans augmenter leurs pertes. En parallèle, une méthode de dépôt par voie chimique en solution a été développée pour synthétiser des couches de tantalate niobate de potassium dès 600°C à partir de procédés simples tels que le spin-coating, avec une qualité cristalline comparable à celles des couches déposées par ablation laser
The works realised in this thesis have for purpose to improve the dielectric properties of potassium tantalite niobate ferroelectric thin films, via the optimization of their chemical and structural properties, in order to integrate it in tunable microwaves devices. Firstly, the studies were focused on the influence of substrate on pulsed laser deposited films physical, chemical and dielectric characteristics. Secondly, different routes of doping have been explored: the addition of magnesium oxide decreases the dielectrics losses and the substitution of tantalum by titanium led to an improvement of the films dielectric permittivity and tunability without increasing their dielectric losses. Finally, in parallel, a chemical solution deposition method has been developed to synthesis potassium tantalite niobate thin films at 600°C with a simple process as spin-coating, and with crystalline quality closed to the one obtained on pulsed laser deposited films

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Maythaveekulchai, Nopparat. "Etude des coefficients thermoréfractifs et photoréfractifs de matériaux diélectriques en couches minces, par l'analyse du comportement des lignes de mode obtenues avec le coupleur à prisme". Aix-Marseille 3, 1991. http://www.theses.fr/1991AIX30077.

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La mesure des angles pour lesquels des lignes de mode (m-lines) apparaissent dans un faisceau reflechi sur la base d'un prisme couple a un guide permet de determiner differents parametres optogeometriques du guide. Une modelisation de ces lignes par un formalisme de type goos-hanchen montre qu'elles sont generalement composees d'une ligne noire suivie d'une ligne brillante. Ces calculs permettent, entre autres, de relier l'epaisseur du gap d'air a la largeur de la ligne noire. Dans le cas du couplage d'un faisceau laser de puissance, les constantes de propagation guidee peuvent etre perturbees. Le formalisme developpe pour tenir compte d'un effet non lineaire de type kerr optique, nous permet de modeliser l'evolution du profil des lignes de mode avec la puissance incidente. Parallelement, l'appareillage que nous avons developpe nous permet de mesurer ces evolutions. La confrontation du formalisme avec l'experience nous donne les moyens necessaires a la determination de l'indice non lineaire de nos materiaux dielectriques en couches minces. Les effets thermiques peuvent fausser cette analyse. Nous avons donc etudie les coefficients thermorefractifs de nos materiaux a partir des deplacements des lignes de mode associes a une elevation de temperature. On montre comment il est possible, dans la plupart des cas, de distinguer les effets non lineaires des effets thermiques. Les valeurs des indices non lineaires et des coefficients thermorefractifs trouves sont tres variables. Elles dependent du materiau considere et aussi de la technique utilisee pour le depot (evaporation-condensation classique, depot assiste par faisceau d'ions (i. A. D. ), depot d'ion plating)

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Puyrenier, Wilfried. "Etude d'un matériau diélectrique poreux de type SiOCH : effet des post-traitements plasma et de nettoyage et intégration". Montpellier 2, 2007. http://www.theses.fr/2007MON20217.

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Rouaux-Jéhanno, Virginie. "Development of a modular system of sol-gel precursors and synthesis of dielectrics libraries using combinatorial chemistry". Rennes, INSA, 2003. http://www.theses.fr/2003ISAR0004.

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Bouchier, Daniel. "Obtention et caractérisation de couches minces supraconductrices et diélectriques déposées par pulvérisation ionique simple ou réactive". Paris 11, 1985. http://www.theses.fr/1985PA112122.

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Le travail présenté dans cette thèse s’inscrit dans un programma ayant pour but de dégager les potentialités de la pulvérisation par faisceau d’ions comme méthode de dépôt sous vide appliquée à divers domaines, tels que la technologie des supraconducteurs et la microélectronique. Les effets respectifs de la nature et de l’énergie des espèces émises sous bombardement ionique sont mis en évidence par la caractérisation des dépôts obtenus, à travers les études suivantes : l’incorporation de gaz rare dans l’alliage Nb-Ti, l’équilibre des phases dans le système Nb-Ge, les mécanismes de nitruration durant le dépôt de nitrure de silicium, la nucléation de Si₃N₄ sur arséniure de gallium. Quant aux applications, on peut retenir la réalisation de soudures supraconductrices (brevet ANVAR) et le dépôt à température ambiante de nitrure de silicium stœchiométrique, exempt d’oxygène ou d’hydrogène. A noter enfin que ce nitrure constitue une barrière de diffusion sur GaAs, même en couche ultra mince (1,2 nm).

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Cathelinaud, Michel. "Séquences métal-diélectrique par le filtrage spectral large bande et les absorbeurs de lumière : Détermination d'indice des couches minces métalliques". Aix-Marseille 3, 2000. http://www.theses.fr/2000AIX30059.

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Dans ce travail, nous nous intéressons aux traitements multicouches métal-diélectrique pour des filtres passe bande à réjection large ainsi que pour des absorbeurs de lumière en vue d'une même application destinée à un détecteur multispectral. En ce qui concerne les filtres passe bande, nous montrons comment la notion du pouvoir de transmission permet de concevoir un empilement tout en minimisant les pertes par absorption liées aux couches métalliques. Puis nous avons conçu et réalisé un passe bande en métal-diélectrique à réjection large où le nombre de couches est nettement inférieur à des solutions tout diélectrique pour des performances équivalentes. Pour les absorbeurs de lumière, nous proposons des solutions métal-diélectrique avec des structures simples. .
In this work, we are interested in metal-dielectric coatings for bandpass filters with a broad rejection band and for light absorbers. In both cases, the filters are designed for the same application : a multispectral detector. For bandpass filters, we show how, using the potential transmittance, one can minimize the losses due to absorption in métal layers. We have designed and produced a metal-dielectric bandpass filter with a broad rejection band, whose number of layers is much smaller than ail dielectric solutions for similar performances. For light absorbers, we propose solutions with simple metal dielectric structures. The indices of metals not being easily identifiable in thin layers, we have developed a new method for index determination by spectrophotometry. The results obtained for various thicknesses of nickel show a strong dependence of the indices on thickness. We have used the Maxwell Gamett model with an adjustment as fine as possible a filling law giving the metal compactness as a function of thickness. .

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Jacqueline, Sébastien. "Etude du dépôt de diélectriques fins dans des systèmes à fort rapport d’aspect". Caen, 2007. http://www.theses.fr/2007CAEN2015.

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Zenasni, Aziz. "Couches à faibles permittivités diélectriques élaborées par plasma micro-onde d'organosilicies : identification et étude des paramètres contrôlant la permittivité". Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30088.

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Rottenberg, Wojciech. "Etude des phénomènes de préclaquage dans les huiles isolantes dans des systèmes d'électrodes couvertes de couches minces". Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2000. http://www.theses.fr/2000ECDL0016.

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Ce travail porte sur l'influence des recouvrements d'electrodes par des couches minces de diverses natures (teflon, aluminium, silicium, oxyde de silicium, nitrure de silicium) obtenues par pulverisation (magnetron) ou par polymerisation (plasma), sur les phenomenes de preclaquage (injection ionique, electroconvection et electrisation statique) et de claquage dans differentes huiles (fraiche et prise sur des transformateurs en exploitation) en presence d'un champ electrique. Il est montre que le recouvrement des electrodes par des couches minces permet de limiter l'injection ionique et que l'anode joue un role dominant dans le phenomene d'injection ; ceci est certainement lie a une injection a partir de la double couche d'ions positifs d'hydrogene, provenant de la dissociation des molecules d'eau qui constitue l'une des impuretes typiques rencontrees dans les huiles. Un modele d'injection ionique est egalement developpe. Ce modele plus simple et facile a manipuler que ceux existant dans la litterature, donne des resultats tout a fait satisfaisant. D'autre part, les couches minces permettent d'augmenter la tension seuil de mise en mouvement de l'huile et de freiner le developpement des ecoulements induits par l'electroconvection sous champs electriques eleves. Ces resultats sont en tres bon accord avec les caracteristiques experimentales courant-tension ; ils confirment ainsi le role du mecanisme d'injection ionique dans les huiles minerales. Les mesures du courant d'electrisation statique effectues sur un dispositif a disque tournant dans differents echantillons d'huiles minerales, montrent que les couches minces ont une influence qualitative et quantitative sur le phenomene d'electrisation statique ; dans certains cas, le courant peut changer de polarite. Cet effect est egalement observe dans le cas d'un disque tournant en aluminium de purete technique, recouvert d'une couche d'aluminium de purete tres elevee. La purete du materiau et l'etat de surface du solide jouent un role tres important dans les processus d'electrisation statique des huiles isolantes. Des simulations numeriques effectues en deux dimensions, montrent que les couches minces isolantes limitent les renforcements locaux du champ electrique dans l'huile lors du rapprochement des particules d'impuretes d'une electrode ; elles permettent par la meme de diminuer les micro-decharges. Le recouvrement des electrodes par des couches minces de teflon ameliore considerablement la rigidite dielectrique de l'huile sous tension alternative dont le temps d'application est assez long pour permettre l'apparition de phenomenes de preclaquage ; cet effet est d'autant plus marque que le diametre de l'electrode spherique (dans un systeme sphere-plan) est faible.

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Vallade, Julien. "Développement d’une technique innovante pour le dépôt en continu de couches minces pour cellules photovoltaïques : couches antireflets et passivantes sur cellule silicium". Perpignan, 2013. http://www.theses.fr/2013PERP1155.

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L’objectif de cette thèse est de proposer une rupture technologique pour augmenter la vitesse de production des cellules photovoltaïques en remplaçant les procédés plasma sous vide par des procédés à la pression atmosphérique adaptés pour un traitement, au défilé, des cellules solaires. Pour montrer la faisabilité de couches minces de qualité pour des applications solaires en continu par AP-PECVD, nous avons opté pour le dépôt de SiNx:H, antireflet et passivant des cellules photovoltaïques silicium de type P. Cette couche doit avoir une composition chimique bien définie pour ne pas absorber la lumière pour un indice de réfraction de 2,1, valeur requise pour la fonction antireflet tout en contenant suffisamment d’hydrogène pour passiver les défauts électroniques de surface et de volume du silicium suite au recuit des contacts. Le réacteur a tout d'abord dû être optimisé pour obtenir des couches denses. Il a été montré qu’il fallait éviter toutes les recirculations de gaz contenant des résidus de précurseurs dans la zone où passe le substrat pendant le dépôt pour éliminer toutes les nanoporosités. L’élargissement des électrodes a permis d’obtenir un indice moyen de 2,1 avec un coefficient d’extinction nul. Néanmoins, la composition chimique des couches n’étant pas homogène selon l’axe de croissance, une méthode de mesure de la composition chimique du plasma a été mise en place. La décroissance de la concentration en SiH4 a été mesurée par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier avec une résolution spatiale de 2 mm. Ces résultats obtenus ont été corrélés à l’absorption IR des couches de SiNx:H. La comparaison des profils de composition chimique et de durée de vie des porteurs minoritaires a montré que dans l’état après le dépôt, la durée de vie est maximum dans les zones où la couche est riche en SiH. Le recuit des échantillons à 800°C augmente la durée de vie dont le profil se superpose à la quantité de liaisons SiN. La modulation de l’excitation électrique a permis d’obtenir (après recuit) des valeurs de durée de vie tout à fait remarquables (≈ 1 ms) sur des wafers de silicium cristallin de type N
The aim of this study is to propose a technological breakthrough to increase solar cells production speed by replacing the low pressure plasma processes by an atmospheric pressure process suitable for in line treatment. To demonstrate the feasibility of good quality thin film available for solar applications by AP-PECVD , we opted for the deposition of SiNx:H antireflection and passivating photovoltaic cells P-type silicon. This layer must have a well-defined chemistry to avoid light absorption for a refractive index of 2. 1; the value required for anti-reflective properties while containing sufficient hydrogen to passivate electronic defects over the surface and in volume of the silicon after the annealing of contacts. First, the reactor was optimized to realize dense layers. It was necessary to avoid any gas recirculation containing residues of precursors in the area where the substrate passes during deposition to eliminate all nanoporosity. Extending electrodes yielded an average index of 2. 1 with a zero extinction coefficient. However, as layers' chemical compositions are not uniform along the growth axis, a method for measuring the plasma chemical composition was developed. The decrease in the concentration of SiH4 was measured by Fourier transform infrared spectroscopy with a 2 mm spatial resolution. These results were correlated with the IR absorption layers of SiNx:H. Comparison of chemistry profiles and minority carriers lifetime has shown that after deposition, lifetime is maximum in areas where the layer is rich in SiH. 800°C samples annealing increases the lifetime leading to a superposition off the profile over the SiN bonds one. Electrical Modulation of the excitation led to (after annealing) lifetime values quite remarkable ( ≈ 1 ms) on N-type crystalline silicon wafers

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Rozprawy doktorskie na temat „Couche mince diélectrique”

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