Дисертації з теми "Énergie de la bande interdite"
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Jacopin, Gwenolé. "Nanofils de semiconducteurs à grande énergie de bande interdite pour des applications optoélectroniques." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00746091.
Анотація:
Depuis le début des années 2000, une vaste classe de nanofils de nitrures d'éléments III et de ZnO peut être synthétisée avec un excellent contrôle des propriétés de dopage et de composition. La géométrie spécifique de ces nanofils permet de faire croître des hétérostructures radiales et axiales qui ont des propriétés optiques et de transport très avantageuses par rapport aux couches minces. Ces propriétés en font des candidats prometteurs pour la réalisation d'une nouvelle génération de dispositifs plus efficaces (LEDs, photodétecteurs,...). Pour cela, il est indispensable de comprendre les nouveaux effets induits par la géométrie particulière de ces nanostructures : c'est l'objet de cette thèse. Dans une première partie, je présente une étude des propriétés optiques de nanofils de semiconducteurs à grande énergie de bande interdite. J'analyse d'abord l'effet de la contrainte sur les propriétés d'émission des nanofils cœur-coquille GaN/AlGaN. En particulier, je mets en évidence le croisement des bandes de valence et son influence sur les propriétés optiques des nanofils. Ensuite, je me focalise sur l'effet du confinement quantique et les propriétés de polarisation dans les nanofils hétérostructurés de nitrures d'éléments III. Dans une seconde partie, je m'intéresse à la réalisation et à la caractérisation de dispositifs à base de nanofils de nitrures d'éléments III et de ZnO. J'expose tout d'abord la modélisation et l'étude expérimentale de photodétecteurs à ensemble de nanofils en mettant en avant l'influence des états de surface sur leur réponse. Je m'intéresse ensuite aux propriétés de transport dans des nanofils uniques de nitrures d'éléments III hétérostructurés. Je montre, en particulier, que ces hétérostructures sont le siège d'une résistance différentielle négative. Enfin, je présente la réalisation et la caractérisation de photodétecteurs et de LEDs utilisant des nanofils uniques InGaN/GaN cœur-coquille. Un modèle électrique équivalent permet de rendre compte du comportement observé.
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El, Kholdi El Mostafa. "Contribution à l'étude des propriétés magnétiques et de transport d'un nouveau semiconducteur semimagnétique à bande interdite de largeur nulle Hg1-xCoxSe." Montpellier 2, 1993. http://www.theses.fr/1993MON20126.
Анотація:
Le semiconducteur semimagnetique, ii-vi, hg#1##xco#xse, a gap nul, presente un nouvel interet lie a l'existence d'un etat resonnant dans la bande de conduction. Dans ce compose, le cobalt se comporte comme un donneur. Pour une certaine composition, ce niveau est responsable de l'accroissement de la mobilite dans toute la gamme de temperature et peut etre positionne a partir des mesures de transport par rapport au bord de la b. C. Ce phenomene peut etre explique par deux modeles: soit par la creation d'un etat ordonne sous reseau de wigner du a la repulsion coulombienne entre impuretes ionisees, soit en terme d'elargissement ou delocalisation des etats 3d du cobalt. Pour une composition en cobalt x=0. 0087 nous avons mis en evidence une anomalie surprenante de la mobilite, d'un type nouveau. Elle presente un palier entre 10 k et 80 k. Les mesures magnetiques: aimantation et susceptibilite magnetique, nous ont permis de determiner, d'une part la composition en cobalt des echantillons et d'autre part le caractere (ferro ou antiferro) du mecanisme d'echange qui regit leurs interactions. Nous avons essaye de correler l'analyse des phenomenes de transport a celle obtenue a partir des mesures magnetiques
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Morais, Andrade Pedro Henrique. "Interactions hôte-invité entre l'iode gazeux et les matériaux de type MOF : dynamique et réactivité." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2023. http://www.theses.fr/2023ULILR094.
Анотація:
Ce travail décrit les synthèses et les propriétés de trois familles de matériaux de type MOF (UiO-6x, MIL-125, CAU-1) utilisées pour capturer des molécules d'iode. Une première étude porte sur les complexes de transfert de charge entre les molécules d'iode et les MOFs, et a révélé que les composés UiO-66 à base d'hafnium présentaient une meilleure absorption et transformation de l'iode en I3-. Dans ce cas, un mécanisme impliquant un transfert d'électrons du ligand organique vers l'iode a été proposé. En utilisant des monocristaux de UiO-67(Zr,Hf)_NH2 et en tirant parti de l'effet de résonance Raman, la plus grande stabilité de l'espèce I3- a été mise en évidence par la réalisation de cartographies Raman. Il a été démontré que la taille des cristaux affecte de manière significative la cinétique d'adsorption de l'iode. Par rapport à leur analogue structurel à base d'aluminium, les MOFs MIL-125(Ti) et MIL-125(Ti)_NH2 présentent une cinétique d'adsorption de l'iode plus rapide en raison d'une séparation plus efficace des charges. Dans ce cas, les expériences de désorption thermique ont montré la stabilité des espèces I3-, en particulier en présence de groupes -NH2. De plus, contrairement à ce qui est observé pour les MOF à base de zirconium et d'hafnium, l'influence du titane dans le mécanisme d'adsorption et de réduction de I2 est mise en évidence par un changement de l'état d'oxydation des cations Ti4+. L'énergie de la bande interdite des matériaux MOF ayant un effet sur les complexes de transfert de charge impliqués dans le mécanisme de réaction pour différents systèmes I2@MOF, une combinaison de méthodologies a été proposée pour déterminer les énergies et les types de bande interdite en utilisant uniquement des données obtenues par spectroscopie UV-Vis en réflexion diffuse. L'étude souligne comment le confinement dans des matériaux poreux peut modifier les propriétés et les mécanismes de stabilisation, influençant l'adsorption et la réactivitéThis work describes the synthesis and properties of three families of MOF materials (UiO-6x, MIL-125, CAU-1) used to trap iodine molecules. A first study investigates charge transfer complexes between iodine molecules and MOF frameworks upon adsorption, finding that hafnium-based UiO-66 compounds showed enhanced iodine uptake and transformation into I3-. In this case, a mechanism involving electron transfer from the organic linker to iodine was proposed. Using single crystals of UiO-67(Zr,Hf)_NH2 and taking advantage of Raman resonance effect, the higher stability of the I3- species was put forward by performing Raman mapping. Crystal size was shown to significantly affect iodine adsorption kinetics. In comparison to their aluminum-based structural analogue, MIL-125(Ti) and MIL-125(Ti)_NH2 MOFs demonstrated faster iodine adsorption kinetics due to efficient charge separation. In this case, thermal desorption experiments showed the stability of I3- species, particularly in the presence of -NH2 groups. Moreover, contrary to what is observed for zirconium and hafnium-based MOFs, the influence of titanium in the adsorption and reduction mechanism of I2 is highlighted through a change of the Ti4+ cations' oxidation state. As the band gap energy of MOF materials exhibited an effect over the charge transfer complexes involved in the reaction mechanism for different I2@MOF systems, a combination of methodologies was proposed to determine band gap energies and types using only diffuse reflectance UV-Vis data. The study emphasizes how confinement in porous materials can alter properties and stabilization mechanisms, influencing adsorption and reactivity
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Loucif, Abdelhalim. "Caractérisation photoélectrochimique des oxydes formés sur alliages base nickel en milieu primaire des réacteurs à eau pressurisée." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00842998.
Анотація:
Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés aux propriétés semi-conductrices des oxydes formés sur les alliages base nickel en milieu primaire des REP. L'objectif étant de mettre en évidence les effets de la pression partielle en hydrogène, de la nature de l'alliage et de l'état de surface sur les types de semi-conductions et les énergies de bandes interdites. La technique photoélectrochimique a été employée pour caractériser ces propriétés semi-conductrices. D'autres techniques de caractérisation complémentaires ont été également utilisées telles que le MEB-FEG, la diffraction des rayons X, la spectroscopie Raman et l'XPS. Les essais de corrosion ont été effectués en milieu primaire simulé (autoclave en titane, température 325°C, durée 500 heures). Des échantillons d'alliages 600 et 690 de polissage 1 µm diamant, ont été oxydés aux P(H2) < 0,01 ; 0,3 et 6,5 bar. L'état de surface ne concernait que l'alliage 600 oxydé à P(H2) = 0,3 bar. Nous avons utilisé une nouvelle méthode d'ajustement numérique pour la détermination des gaps. Les résultats obtenus montrent que seule la pression d'hydrogène affecte le type de semi-conduction des oxydes présentés par les hautes énergies, il passe du type-n (P(H2) < 0,01) en type proche de l'isolant (P(H2) = 0,3 et 6,5 bar). Un comportement du type-n a été enregistré à basse énergie quels que soit les paramètres d'étude. Les énergies de bande interdites des oxydes NiO, Cr2O3 et NiFe2O4 ont été révélées.
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Raymond, Stéphane. "Excitations de basse énergie dans les fermions lourds par diffusion inélastique des neutrons." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1998. http://www.theses.fr/1998GRE10103.
Анотація:
La technique de diffusion inelastique des neutrons a ete utilisee pour caracteriser le spectre des excitations magnetiques de basse energie dans les composes a electrons fortement correles cenisn, ce#1#-#xla#xru#2si#2 et ceru#2ge#2. Cenisn est un compose kondo semimetallique dont le spectre des excitations magnetiques est compose de deux modes d'energie 2 et 4 mev et respectivement piques au centre et bord de zone de brillouin. L'application d'un champ magnetique met en evidence la nature differente de ces modes : le premier se deplace vers les plus hautes energies et la reponse du second s'elargit. Les modeles de gap d'hybridation particularises pour ce compose permettent de relier le mode a 4 mev aux proprietes macroscopiques observees. La dynamique des moments magnetiques pres d'une instabilite magnetique a ete etudiee dans le compose ce#1##xla#xru#2si#2 avec x = 0. 075. De facon surprenante, un ordre magnetique non conventionnel a ete mis en evidence (m = 0. 02 #b et t#n = 1. 8 k). La dynamique de spin par rapport au compose pur a ete reliee, grace a la theorie des fluctuations de spin de moriya, aux mesures macroscopiques. L'application d'un champ magnetique sur le compose ceru#2si#2 met en evidence le changement de la reponse dynamique du systeme de part et d'autre de la transition pseudometamagnetique. La reponse quasielastique et a courte portee a bas champ est remplacee par un ordre statique a longue distance en champ fort (h = 12 t). Dans ce contexte, la phase antiferromagnetique du compose ferromagnetique ceru#2ge#2 a ete caracterisee. Il existe alors une analogie entre ce compose sous sa temperature de curie et ceru#2si#2 au dessus du champ metamagnetique.
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Sall, Mamour. "Irradiation par des ions de grande énergie de semiconducteurs III-N (AlN, GaN, InN) : création de défauts ponctuels et étendus." Phd thesis, Université de Caen, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00936879.
Анотація:
Les matériaux semiconducteurs III N (AlN, GaN, InN) présentent des propriétés intéressantes pour la micro et l'opto-électronique. Ils peuvent être soumis à différents types d'irradiation dans une large gamme d'énergie de projectile. Dans l'AlN, initialement considéré insensible aux excitations électroniques (Se), nous avons mis en évidence une synergie inédite entre Se et les chocs nucléaires (Sn) pour la création de défauts absorbants à 4.7 eV. Par ailleurs, un autre effet du Se est mis en évidence dans l'AlN : les dislocations vis subissent, sous l'effet du Se, une montée aux fortes fluences d'irradiation. Dans le GaN, deux mécanismes de création peuvent être à l'origine des défauts absorbants à 2.8 eV: une synergie entre Se et Sn, ou une création uniquement due à Sn mais avec un fort effet de la taille des cascades de déplacement. L'étude, par MET, des effets de Se dans les trois matériaux, montre un comportement très différent d'un matériau à l'autre bien qu'ils appartiennent à la même famille des nitrures avec la même structure atomique. Sous irradiation aux ions monoatomiques (vitesse entre 0.4 et 5 MeV/u), tandis que l'on observe des traces discontinues dans le GaN et l'InN, aucune trace n'est observée dans l'AlN avec le plus fort pouvoir d'arrêt électronique (33 keV/nm). Il faut des fullerènes pour observer des traces dans l'AlN. Le modèle de la pointe thermique inélastique a permis de calculer les énergies nécessaires pour produire des traces dans l'AlN, le GaN et l'InN, elles sont respectivement de 4.2 eV/atome, 1.5 eV/atome et 0.8 eV/atome. Cette différence de sensibilité aux effets de Se, se retrouve également aux fortes fluences d'irradiation.
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Mafouana, Rodrigue Roland. "Elaboration des matériaux à bande interdite photonique." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2006. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2006/MAFOUANA_Rodrigue_Roland_2006.pdf.
Анотація:
Ce travail porte sur la réalisation de matériaux à bandes interdites photoniques (BIP) dans le domaine du visible à base d’opales artificielles. La première phase que nous abordé a été l’élaboration des opales et plus particulièrement la préparation de suspensions colloïdales par la méthode de Stöber. Pour obtenir une auto-organisation des particules de silice de bonne qualité nous avons travaillé à l’affinement de la distribution en taille des particules de silice. Nous avons montré que pour notre dispositif opératoire il est nécessaire que les réactifs soient purifiés et thermostatés à 40°C puis que la réaction soit menée sous agitation moyenne (500 tr. Min-1). Les suspensions colloïdales sont stabilisées par extraction des particules et remises en suspension dans l’eau puis par chauffage à 120°C/30min. La structure interne des particules de silice montre une nanoporosité. Les opales ont été élaborées par électrosédimentation et consolidées à 950°C. Les propriétés optiques optimales, réflectivité maximale, ont été obtenues pour un recuit de 4 heures. La deuxième partie de ce travail a porté sur l’utilisation d’opales de silice comme préforme pour infiltrer le réseau poreux et construire des opales inverses plus prometteuses en terme de matériau photonique. Nous avons infiltré les opales précédentes par des matériaux à fort indice (TiO2, ZrO2, Métaux magnétiques, Or) soit par imprégnations successives soit par électro-cristallisation. C’est la deuxième méthode qui a donné des résultats les plus satisfaisants. La troisième partie de ce travail concerne la mise au point d’une méthode l’élaboration de cristaux photoniques par dépôt de nappes successives de particules. Des monocouches de bonnes qualités ont été obtenues avec des suspensions colloïdales contenant entre 5,5 et 9 mol. L-1 de silice sous la forme de particules d’environ 300nm et une vitesse d’extraction de 11,5 mm. Min-1. Ces méta-cristaux bidimensionnels de symétrie hexagonale montrent une bonne efficacité de diffraction. Par contre la qualité des couches suivantes se dégrade rapidement. La stabilité mécanique et la grande qualité de la structuration des monocouches de billes de silice sur ces substrats a rendu possible leur utilisation pour la nanostructuration 2D de plots métalliques et la réalisation d’un laser à réaction distribuéeThe first phase of the project was the development of the opals, particularly the preparation of colloid suspensions by the Stöber reaction. To achieve self-organization of the silica particles with a good quality, we worked on the refinement of the size distribution of the silica particles. We showed that, for our operational device, it is necessary for the reagents to be purified and moderated at 40°C then that the reaction is carried out under moderate agitation (500 tr. Min-1). The colloidal suspensions are stabilized by extraction of the particles and handing-over in suspension in water then by heating with 120°/30 min. The colloidal spheres internal structure shows nanoporosity. The opals were worked out by electrosedimentation and were consolidated at 950°C. The optimal optical properties, maximum reflectivity, were obtained for a 4 hours annealing. The second part of this work consisted in using the silica opal as preforms to infiltrate the porous network and to build inverse opals more promising in term of photonic crystals. We infiltrated the previous opals with materials having a strong index (TiO2, ZrO2, magnetics metals, Au) either by successive infiltrations cycles or by electrocrystallization. The second method gave the most satisfying results. The third part of this work is related to the development of a method to elaborate photonic crystal by depositing successive monolayers of silica particles. On a substrate good quality monolayers were obtained with colloidal suspensions containing between 5. 5 and 9 M of silica in the form of particles of approximately 300 nm and a speed of extraction of 11,5 mm. Min-1. These two-dimensional meta-crystals of hexagonal symmetry show a good of diffraction yield. On the other hand the quality of the following layers degrades quickly. The mechanical stability and great structure quality of the monolayer of silica balls on these substrates made possible their use for the 2D nanostructuration of metal studs and the realization of the DFB laser
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Mafouana, Rodrigue Roland Estournes Claude Rehspringer Jean-Luc. "Elaboration des matériaux à bande interdite photonique." Strasbourg : Université Louis Pasteur, 2006. http://eprints-scd-ulp.u-strasbg.fr:8080/531/01/MAFOUANA2006.pdf.
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Chauvet-Guibert, Catherine. "Croissance et caractérisation d'hétérostructures ZnBeSe à large bande interdite." Nice, 2001. http://www.theses.fr/2001NICE5596.
Анотація:
Des efforts de recherche se sont récemment développés sur une nouvelle famille de semi-conducteurs II-VI à large bande interdite: les chalcogénures de Béryllium. Ces matériaux sont intéressant à plusieurs titres. Le caractère covalent marqué des BeX leur confère une grande rigidité élastique, ce qui est favorable à l'augmentation la durée de vie des dispositifs basés sur ces matériaux. Les alliages Zn(Mg)BeSe peuvent également être épitaxiés en accord de maille sur plusieurs substrats commerciaux comme GaAs, Si, GaP. De plus, il existe très peu de données expérimentales concernant cette famille de matériaux. L'étude des propriétés physiques des BeX présente donc un intérêt fondamental évident. Ce mémoire traite plus particulièrement de l'élaboration et des caractérisations des hétérostructures ZnBeSe. Dans le cas de la croissance de Be(Zn)Se sur Si, nous avons montré que la réactivité des espèces à l'interface joue un rôle primordial pour la qualité de la relation epitaxiale. Nous observons toujours une nucléation 3D même pour un alliage accordé, ce qui est certainement dû à une trop forte affinité chimique entre Si et Se. Par la suite, nous avons réalisé les premières croissances de ZnBeSe sur GaP. Nous obtenons une bien meilleure qualité cristalline que sur Si. Enfin, nous nous sommes attachés à étudier les propriétés intrinsèques du ternaire ZnBeSe. Les variations du gap direct de l'alliage ont été mesurées pour la première fois sur toute la gamme de composition. L'étude des propriétés optiques de ZnBeSe nous a alors permis de mettre en évidence la transition gap direct indirect pour une composition de 46%Be. Les énergies de phonons LO et TO ont également été mesurées par spectroscopie RamanRecently, a new family of II-VI wide band gap compounds which is the Be chalcogenides came under focus. These materials are interesting for several reasons. They exhibit a high covalence bonding, which could be positive for increasing the life time of devices based on these materials. Zn(Mg)BeSe allows can also be grown lattice-matched to several commercial substrates like GaAs, Si, GaP. Furthermore, very few experimental data are available on Be-Compounds. Thus the study of BeX physical properties is of fundamental interest. This work deals more particularly with the growth and characterization of ZnBeSe heterostructures. In order to achieve a good epitaxy of ZnBeSe onto silicon, we have shown that the main difdficulty is the reactivity between the components at the interface. We have always obtained a 3D nucleation even for a lattice-matched alloy, which is probably due to a strong affinity between Si and Se. Afterwards, we have realized the first growth of ZnBeSe on GaP substrate. We have achieved a much better crystalline quality than onto Silicon. Finally, we have studied the physical properties of ZnBeSe ternary alloys. The variations of the direct gap have been measured for the first time over the whole composition. This allows to evidence the position of the direct to indirect gap cross-over in the alloy at 46% Be. Phonon LO and TO energies has also been determined by Raman spectroscopy
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Pointereau, Elisa. "Etude d’antennes à bande interdite électromagnétique omnidirectionnelles en azimut." Limoges, 2007. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/ea821a8e-a360-4ebf-820d-e7199f62be6e/blobholder:0/2007LIMO4013.pdf.
Анотація:
Cette thèse, menée en collaboration avec le groupe RADIALL, est consacrée à l’étude d’antennes de station de base conçues à partir de matériaux à bande interdite électromagnétique (BIE) présentant un diagramme de rayonnement omnidirectionnel en azimut et à fort gain. Les structures envisagées sont au nombre de deux : l’antenne cylindrique et l’antenne coaxiale possédant une âme centrale métallique. Après avoir présenté les sources d’excitation ainsi que les matériaux BIE diélectriques et métalliques, des abaques ont été proposés pour faciliter la conception. Des techniques d’amélioration des performances ont permis d’augmenter la directivité, d’élargir la bande passante en rayonnement et enfin d’adapter les antennes. Deux prototypes d’antenne ont été réalisés. Les performances obtenues ont alors été comparées à une technologie concurrente : les réseaux de dipôles. Enfin, d’autres polarisations d’antennes omnidirectionnelles ont été étudiées. Une antenne en polarisation horizontale a été réalisée et a permis de confirmer avec succès le fonctionnement théorique. La double polarisation et la polarisation circulaire ont simplement été simulées compte tenu de la complexité de la structureThis thesis, managed with the RADIALL group, is dedicated to the study of base station antennas conceived with electromagnetic band gap (EBG) materials. These structures boast an omnidirectional radiation pattern in the azimuth plane with a high gain. Two structures have been considered: the cylindrical antenna and the coaxial antenna with a metallic center core. After having presented the sources of excitation as well as dielectric and metallic EBG materials, abacuses have been purposed to facilitate the design. Performances improvement techniques made it possible to increase the directivity, to widen the radiation bandwidth and finally to match the antennas. Two antenna prototypes have been realized. The experimental performances have then been compared to a competitive technology: dipole arrays. Lastly, other polarizations have been studied. An antenna in horizontal polarization has been realized which measurement successfully confirmed the theoretical functioning. Double polarization and circular polarization have only been simulated due to the structure complexity
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Moustafa, Lina. "Conception d'antennes à Bande Interdite Electromagnétique large bande et multibandes à base de métasurfaces." Limoges, 2009. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/0b6d599a-f2a9-4deb-b823-5dba8a5d5130/blobholder:0/2009LIMO4027.pdf.
Анотація:
Ce mémoire est consacré à l'étude d'antennes à Bande Interdite Electromagnétique à base de métasurfaces. Les métasurfaces sont employées dans la conception de l'antenne pour pallier aux limitations habituelles de la technologie et plus spécifiquement pour l'élargissement de bande. Les possibilités offertes par l'association de surfaces partiellement réfléchissantes, avec un souci de minimisation de volume occupé par l'empilement sont également abordées. Des antennes BIE multi-bandes et large bande dont l'une des deux interfaces est structurée sont conçues. Une validation expérimentale du concept d'antenne large bande à base de métasurfaces est réalisée. Enfin, il est démontré que le produit gain-bande d'une telle antenne peut être d'avantage amélioré grâce à un dispositif d'excitation multi-sourcesThis PhD thesis is dedicated to the study of Electromagnetic Band Gap antennas based on metasurfaces. Metasurfaces are employed in the antenna design to correct the usual limitations of the technology and more precisely to enlarge the banwidth. The possibilities offered by combining partially reflecting surfaces, with respect to structure height are explored. Multi-band and broadband EBG antennas with structured interface are designed. An experimental validation of the wideband antenna concept based on metasurfaces is realized. Finally, it is demonstrated that the product gain-bandwidth of such an antenna can be further improved by the use of a multiple feeding sources system
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Poilasne, Gregory. "Antennes et materiaux a bande interdite photonique (b. I. P. )." Rennes 1, 1999. http://www.theses.fr/1999REN10070.
Анотація:
Les materiaux a bande interdite photonique (bip) sont des arrangements periodiques composes de dielectrique ou de metal. Ils presentent la particularite d'interdire la propagation des ondes electromagnetiques pour certaines bandes de frequences. Les resultats presentes dans ce memoire concernent la recherche d'applications de ces structures liees aux antennes. Pour cela, une premiere etape a consiste a comprendre les interactions qui existent entre une antenne et un bip metallique (bipm), particulierement interessant aux frequences micro ondes, non sans avoir etudie l'influence des differents parametres physiques sur les bandes interdites. Une etude experimentale de differentes structures a permis de valider les resultats theoriques et de mettre en place des techniques de caracterisation en onde plane et avec le champ proche d'un dipole. Des structures plus complexes ont alors pu etre concues et differentes applications ont ete experimentees, utilisant a la fois les caracteristiques en reflexion et en propagation des bip : - la reduction des lobes de reseau - la conformation de faisceau pour ces differentes applications, le resultat vise s'accompagne souvent d'une augmentation du gain, l'energie etant guidee dans les seules directions ou elle peut se propager. Aux frequences micro ondes, des structures actives ont aussi ete etudiees. Il s'agit de bipm pour lesquels des transistors ont ete ajoutes sur les fils, permettant de passer de fils continus a des fils discontinus. Ces structures offrent la possibilite de changer dynamiquement l'allure du faisceau emis. Aux frequences millimetriques, d'une part, une technologie de realisation faible cout a ete mise en place. Les differents parametres intervenant dans la realisation ont ete integres dans une methode de dimensionnement des structures. D'autre part, plusieurs bip 2d ont ete realises pour fonctionner en bandes ka et v. Ils ont ete caracterises en onde plane puis ont ete utilises avec une antenne patch, montrant ainsi les differentes possibilites offertes par l'utilisation des bip a ces frequences : conformation de faisceau, augmentation du gain, fonctionnement mono ou bi-faisceau, mise en boitier, integration. Des simulations realisees grace a la methode fdtd ont aussi montre que l'utilisation de structures 3d permet d'ameliorer encore les performances des antennes. Dans ce travail, les bip sont consideres comme des filtres frequentiels, angulaire et de polarisation.
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Fedichkin, Fedor. "Excitons indirects dans les puits quantiques de la grande bande interdite." Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT324/document.
Анотація:
Cette thèse est consacrée à l'étude expérimentale des excitons dans des puitsquantiques polaires fabriqués à partir de semi-conducteurs à large bande interdite. En raison de la structure de ces matériaux à cristaux wurtzite, les électrons et les trous sont séparés le long de l'axe de croissance du puits quantique, de sorte que les excitons peuvent être considérés comme des excitons indirects (IX) : ils forment une famille de quasi-particules bosoniques à longue durée de vie, dont le moment dipolaire est orienté selon l'axe de croissance du puits. Les IX sont considérés comme un système modéle pour l'étude des états collectifs dans les gaz quantiques bosoniques. Ils sont aussi prometteurs pour le développement de dispositifs excitoniques. Leur longue durée de vie, leur répulsion dipolaire, permettent aux IXs de se déplacer sur de grandes distances avant de se recombiner, ce qui offre la possibilité d'étudier le transport d'exciton par imagerie optique. Dans cette thèse, nous abordons le transport des IXs dans des puits quantiques de GaN/(Al,Ga)N et de ZnO/(Mg,Zn)O. Ce choix de matériau est motivé par l'énergie de liaison élevée des IXs ainsi obtenue. Elle est suffisamment élevée pour, en thèorie, stabiliser les IXs jusqu'à la température ambiante. Mais ce choix poseaussi un certain nombre de défis expérimentaux, car (i) le temps de vie radiatifdépend fortement de la densité d'excitons, ce qui rend la mesure de la densitéexcitonique très complexe ; (ii) la recombinaison non radiative activée thermiquement supprime le signal de photoluminescence excitonique à température ambiante ; (iii) la propagation excitonique coexiste avec une propagation photonique le long du plan du puit quantique, ce qui complique l'analyse ; (iv) il existe un fort champ électrique le long de l'axe de croissance, et aussi desuctuations dans l'épaisseur du puits quantique, ce qui crée un fort élargissement inhomogène de l'émission excitonique. Nous avons abordé toutes ces questions et nous démontrons dans ce travail que les excitons se propagent effectivement dans le plan du puits quantique. Nous arrivons à cette conclusion en combinant des expériences de micro-photoluminescence en régime continu avec des mesures de spectroscopie résolues en temps, et en comparant nos données expérimentales avec divers modèles numériques basés sur les équations dedérive et de diffusion. Dans du matériau de qualité, des puits GaN/(Al,Ga)N obtenus sur substrats GaN, nous avons observé une propagation à temprature ambiante sur plus de 10 µm, et sur plus de 20 µm à 4 K. Nos résultats suggérent que la propagation des excitons sous excitation à onde continue est facilitée par l'écrantage du désordre par les excitons. Néanmoins, la propagation excitonique est encore limitée par la diffusion des excitons sur les défautsiii plutôt que par la diffusion exciton-exciton. Ainsi, l'amélioration de la qualité des interfaces du puits quantique pourrait encore permettre une propagation excitonique sur de plus grandes distancesThis thesis is devoted to experimental study of excitons in polar quantum wells(QWs) based on wide band-gap semiconductors. Due to wurtzite crystal structureof these materials, electron and hole are separated in the QW growth axis, sothat excitons can be considered as indirect excitons (IX), a family of long-living bosonic quasi-particles with dipole moment oriented along the QW growth axis. IX are considered as a model system for studies of collective states in quantum gases of bosons, and are also promising for the development of excitonic circuit devices. Long lifetimes and dipole repulsion allow IXs to travel over large distances before recombination providing the opportunity to study exciton transport by optical imaging. In this thesis we address IX transport in a set of GaN/(Al,Ga)N and ZnO/(Mg,Zn)O QWs. This choice of IX is motivated by high binding energy, and potential stability up to room temperature, but present a number of experimental challenges, including (i) dramatic dependence of the exciton radiative lifetime on the exciton density that makes exciton density measurement very complex, (ii) thermally activated nonradiative recombination that quenches exciton PL at room temperature,(iii) coexistence of photon propagation with exciton propagation along the QW plane, and strong inhomogeneous broadening of the exciton emission due to strong built-in electric field and the presence of both monolayeructuations of the QW thickness and the fluctuations of alloy composition in the barriers. We have addressed all these issues and demonstrated exciton propagation by combining continuous wave µ-photoluminescence and time-resolved spectroscopy measurements, supplemented by modelling of the exciton transport within drift-diffusion formalism. In the best quality GaN/(Al,Ga)N QWs grown on free-standing GaN substrates we achieved room-temperature propagation over ~10 µm and up to 20 µm at 4 K. Our results suggest that propagation of excitons under continuous-wave excitation is assisted by effcient screening of the in-plane disorder. Nevertheless, exciton propagation is still limited by the exciton scattering on defects rather than by exciton-exciton scatteringso that improving interface quality can boost exciton transport further
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Roncière, Olivier. "Antennes à bande interdite électromagnétique et à cavité fabry-perot reconfigurables." Rennes 1, 2007. http://www.theses.fr/2007REN1S042.
Анотація:
Ce travail,consacré à l'étude des antennes résonateurs à bande interdite électromagnétique (BIE) se divise en deux parties: la première est consacrée à l’étude du fonctionnement des résonateurs à BIE et la seconde décrit trois exemples d'antennes à BIE reconfigurables. Le chapitre I propose une vue d'ensemble des matériaux périodiques de manière à situer notre étude dans le contexte actuel. Le chapitre 2 présente une étude physique du fonctionnement des résonateurs BIE. Le chapitre III détaille les principes d'une méthodologie de synthèse de résonateurs BIE développée durant cette thèse. Le chapitre IV s'intéresse aux cavités de taille réduite, abordant les problèmes posés par la finitude des structures. Enfin, le chapitre V décrit trois exemples d'antennes BIE reconfigurables. La première est une structure bi-polarisation, bi-directivité, la deuxième une antenne à directivité variable et la troisième présente un concept de dépointage grâce à une surface haute impédance activeThis work is dedicated to the study of Electromagnetic Band Gap (EBG) resonators antennas. It is divided in two parts: the first one deals with the principle of operation of such antennas and the second one describes three examples of reconfigurable EBG resonators. First, the context of the work is highlighted by a detailed state of art on periodic materials. Then, chapter II presents a physical study of EBG resonators. In chapter III, a synthesis methodology of EBG resonator fed by planar array is described. Chapter IV deals with reduced-size structures and highlights major differences with the infinite case. Finally, chapter V presents three examples of reconfigurable EBG antennas. The first one is a dual-polarized, dual-directive structure. The second one radiates a beam whose directivity is controllable and the last one investigates the possibilities of beam scanning offered by a EBG resonator with a high impedance surface
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Ferrand, Patrick. "Structures guidantes à bande interdite photonique à base de silicium nanoporeux." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003341.
Анотація:
Ce travail est consacré à la réalisation et à l'étude de microstructures à bande interdite photonique à base de silicium nanoporeux. Nous commençons notre étude par des structures planaires de type microcavité, dont nous caractérisons l'influence sur la photoluminescence du matériau, en termes de redistribution spectrale et angulaire. Il apparaît très vite la nécessité de contrôler la propagation de la lumière dans le plan de la structure. Aussi, nous cherchons d'abord à favoriser la propagation latérale au moyen d'une structuration verticale de l'indice, et nous étudions le guidage au moyen de deux types de structures, exploitant soit à un guidage conventionnel par réflexion totale interne, soit à un guidage par réflexion de Bragg. À cette occasion, nous proposons une méthode numérique basée sur le formalisme des matrices de transfert, permettant de calculer l'atténuation de la puissance transportée dans le plan. Par la suite, nous mettons à profit le procédé holographique de structuration d'indice démontré par des travaux antérieurs et étudions son influence sur la lumière guidée. La transmission, mesurée en lumière blanche sur un guide multimode révèle de multiples bandes interdites que nous interprétons en termes de couplages diagonaux et non diagonaux. La confrontation des mesures avec une modélisation par la méthode des modes couplés nous permet d'établir une carte d'indice de notre structure. Il apparaît une biréfringence marquée dans les régions insolées par le procédé holographique, caractérisées par une diminution deux fois plus importante de l'indice extraordinaire (delta n = -0,4) que de l'indice ordinaire (delta n = -0,22). Avec une période de 450 nm, ces valeurs de contraste sont encourageantes, mais le bilan est plus mitigé concernant la profondeur effective sur laquelle l'indice est modulé, de l'ordre de seulement 0,5 micromètres.
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Ferrand, Patrick. "Structures guidantes à bande interdite photonique à base de silicium nanoporeux." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015), 2001. http://www.theses.fr/2001GRE10104.
Анотація:
Ce travail est consacre a la realisation et a l'etude de microstructures a bande interdite photonique a base de silicium nanoporeux. Nous commencons notre etude par des structures planaires de type microcavite, dont nous caracterisons l'influence sur la photoluminescence du materiau, en termes de redistribution spectrale et angulaire. Il apparait tres vite la necessite de controler la propagation de la lumiere dans le plan de la structure. Aussi, nous cherchons d'abord a favoriser la propagation laterale au moyen d'une structuration verticale de l'indice, et nous etudions le guidage au moyen de deux types de structures, exploitant soit a un guidage conventionnel par reflexion totale interne, soit a un guidage par reflexion de bragg. A cette occasion, nous proposons une methode numerique basee sur le formalisme des matrices de transfert, permettant de calculer l'attenuation de la puissance transportee dans le plan. Par la suite, nous mettons a profit le procede holographique de structuration d'indice demontre par des travaux anterieurs et etudions son influence sur la lumiere guidee. La transmission, mesuree en lumiere blanche sur un guide multimode revele de multiples bandes interdites que nous interpretons en termes de couplages diagonaux et non diagonaux. La confrontation des mesures avec une modelisation par la methode des modes couples nous permet d'etablir une carte d'indice de notre structure. Il apparait une birefringence marquee dans les regions insolees par le procede holographique, caracterisees par une diminution deux fois plus importante de l'indice extraordinaire (n = 0,4) que de l'indice ordinaire (n = 0,22). Avec une periode de 450 nm, ces valeurs de contraste sont encourageantes, mais le bilan est plus mitige concernant la profondeur effective sur laquelle l'indice est module, de l'ordre de seulement 0,5 m.
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Said, Aurore. "Matériaux Nanohybrides à Large Bande Interdite: Études de Synthèses, Propriétés et Applications." Phd thesis, Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00266833.
Анотація:
Ma thèse consiste en l'étude du greffage des molécules de colorant sur des nanoparticules de ZnO, de leurs propriétés optiques et morphologiques, ainsi que les interactions électroniques entre le ZnO inorganique et le colorant organique. Nous avons créé des nanohybrides à base de nanosphères et nanobâtonnets de ZnO par deux voies: Ablation laser femtoseconde en phase liquide et Procédés chimiques. Des particules sphériques de quelques nanomètres sont générées par ablation laser révélant par la photoluminescence l'effet de confinement quantique due à la réduction de taille. Transfert d'excitation des ZnO synthétisées par ablation laser vers les molécules de colorant greffées est détecté par les excitations à un- et deux-photons. La croissance des bâtonnets de ZnO synthétisés chimiquement s'effectue par mûrissement d'Oswald et par attachement orienté. Ces modes de croissance sont étudiées en fonction du temps de synthèse et de la nature des réactants par le Microscope Electronique de Transmission à Haute Résolution. Les propriétés optiques des hybrides dépendent fortement de la forme de ZnO ainsi que du type et concentration du colorant greffé. Nous avons parvenu à remodeler l'énergie de la bande interdite des nanosphères de ZnO dans le système hybride par simple variation de la concentration du colorant. Nous avons ainsi montré l'effet de confinement quantique dû à la création de couches de charges dans le ZnO induites par la porphyrine adsorbée via ses groupes d'attachement COOH.
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Marko, Hakim. "Développement de dispositifs photovoltaïques à base de CIGSe à grande bande interdite." Grenoble INPG, 2010. http://www.theses.fr/2010INPG0003.
Анотація:
Ces travaux de thèse ont pour objectif d'améliorer la compréhension de la dégradation observée des dispositifs photovoltaïques à base de Cu(ln,Ga)Se2 (ClGSe) à large bande interdite (EG > 1,2 eV), c'est-à-dire pour des rapports en gallium xGa=[Ga]/([ln]+[GaJ) supérieurs à 30 %. Deux axes de travail répondant à la problématique se sont dégagés, l'un focalisé sur la mise en place de protocoles de croissance par co-évaporation thermique spécifiques au CIGSe à grand gap, l'autre étant centré sur le développement de couche tampon alternative au CdS à base de Zn(O,S) déposé par couche atomique (ALD, en collaboration avec l'université d'Uppsala en Suède) et pulvérisation réactive. A forte teneur en gallium (xGa rv 50 %), il s'est avéré que la croissance du CIGSe, ainsi que sa stœchiométrie en cuivre constituent des facteurs clefs à contrôler afin d'améliorer sensiblement les propriétés photovoltaïques des dispositifs. Un modèle a été proposé afin de mieux comprendre l'influence du taux de cuivre à forte teneur en gallium. L'optimisation de la recette de Zn(O,S) déposé par ALD a également permis de maximiser les rendements de conversion des dispositifs jusqu'à des valeurs proches de 15 %. Il est suggéré que le contrôle de la stœchiométrie de la couche de Zn(O,S) a résulté en l'ajustement favorable de la discontinuité de bandes de conduction électroniques à l'interface avec le CIGSe. Le dépôt de la couche tampon alternative par pulvérisation réactive a révélé une relative innocuité pour la surface de l'absorbeurThe goal of this work is to improve the understanding of the experimental suboptimal electrical properties of solar cells based on large bandgap Cu(ln,Ga)Se2 (ClGSe), Le. EG > 1,2 eV and gallium content (xGa=[Ga]/([ln]+[Ga])) higher than 30 %. Ln order to try to answer to the problematic, the work have been focused, firstly, on the implementation of large bandgap ClGSe growth processes by thermal coevaporation and, secondly, on the development of CdS alternative buffer layer based on Zn(O,S) grown by atomic layer de position (AL D, in collaboration with the Uppsala University in Sweden) and reactive sputtering. At high Ga content (xGa rv 50 %), the ClGSe growth and its copper composition seems to be key factors for improving solar cells efficiencies. A model has been proposed in order to better understand the copper content effect at high gallium composition. The adjustment of the Zn(O,S) recipe grown by ALD allowed maximizing devices efficiencies close to 15 %. It is suggested that the control of the Zn(O,S) layer led to the favourable conduction band matching at the interface with the CIGSe. The Zn(O,S) de position by reactive sputtering showed a relative harmlessness for the CIGSe surface
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JEANROT, JEROME. "Non-linearites optiques dans des semiconducteurs a faible largeur de bande interdite." Paris 11, 1996. http://www.theses.fr/1996PA112066.
Анотація:
Ce memoire est consacre a l'etude des non-linearites optiques dans les semiconducteurs a faible largeur de bande interdite dans le cadre d'une application a la limitation optique dans l'infra-rouge. En regime nanoseconde, les porteurs libres en exces crees par absorption a deux photons dans les materiaux insb et hgcdte sont a l'origine des principaux mecanismes de refraction non-lineaire. Nous proposons une etude du comportement des porteurs libres photo-induits par photoconductivite sous flux laser co#2 qui permet de conclure sur la dependance du nombre de porteurs en fonction de l'intensite incidente. Les effets d'auto-defocalisation d'origine electronique sont etudies a l'aide d'une experience de z-scan a un seul faisceau. Un modele incluant les resultats de photoconductivite permet de rendre compte des experiences et d'evaluer un coefficient non-lineaire correspondant a une variation d'indice par paire electron-trou et par unite de volume. Les variations d'indice d'origine thermique provenant de l'absorption du flux incident sont evaluees par l'intermediaire d'une experience de z-scan a deux faisceaux en configuration pompe-sonde. Les experiences et modeles developpes dans ce memoire demontrent l'efficacite des mecanismes non-lineaires dans les semi-conducteurs a faible gap pour la limitation optique et la possibilite d'etendre cette etude a d'autres materiaux ou encore d'autres bandes spectrales
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Pialat, Elodie. "Le Micro-usinage de dispositifs polymères à bande interdite photonique par faisceau d'ions." Limoges, 2004. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/221048f5-8cc4-493d-9156-e51b053adce6/blobholder:0/2004LIMO0010.pdf.
Анотація:
L'augmentation du trafic de transmission de données impose des innovations. Une solution envisagée est le multiplexage en longueur d'onde (WDM). Les dispositifs à bande interdite photonique (BIP) se prêtent avantageusement à la mise en œuvre de cette technique, puisqu'ils ne nécessitent aucune consommation d'énergie. Leur fabrication en technologie polymère fait l'objet de cette étude. La première partie de ce travail fait le point sur les structures de bandes et les densités d'états électroniques dans la bande de valence des milieux organiques, dont il est fait usage pour les applications. La partie suivante est consacrée à la compréhension des phénomènes physiques liés à la notion de cristal photonique, selon les modèles de : Yablonovitch et John. Ensuite est développée la théorie des ondes planes, utilisée dans la mise au point du programme permettant de réaliser des simulations des structures BIP. La 4ème partie traite du calcul et de la fabrication d'une machine à faisceau d'ions focalisé, au diamètre minimum de 10nm, utilisée pour graver les polymères. La dernière partie expose les conditions de gravures de réseaux diffractifs 2D dans du PMMA ou du CR39 aux dimensions précédemment calculées. The increase in the data transmission traffic imposes innovations. A solution considered is the Wavelenght Demultiplexing Method (WDM) Devices with photonic band gap lend themselves advantageously to the implementation of this technique, since they do not require any consumption of energy. Their manufacture in polymeric technology is the subject of this study. The first part of this work gives a progress report on the bands structures and on the electronic Valence Band Density Of State (VBDOS) of the organic materials use. The following part is devoted to comprehension of the physical phenomena related to the concept of crystal photonic, according to the models of : Yablonovitch and John. Then the theory of the plane waves expansion is developped and used to compute the photonic band gap structures. The 4th part is about the calculation and the manufacture of a focused ion beam machine, with a minimum beam diameter of 10nm, used to etch polymers. The last part exposes the conditions to etch 2D diffractive lattice in PMMA and CR39 according to the previously calculated dimensions
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Viale, Pierre. "Gestion des effets non linéaires dans les fibres optiques à bande interdite photonique." Limoges, 2006. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/9a9c89be-3d7c-4b1d-8644-ee484619e0db/blobholder:0/2006LIMO0057.pdf.
Анотація:
Les effets non linéaires générés dans les fibres optiques sont devenus contrôlables avec l’apparition du cristal photonique. Il a été employé pour réaliser une fibre optique à coeur de silice à grande aire effective pour repousser le seuil d’apparition de ces effets. La conception et la caractérisation de cette fibre sont étudiées en détail. Le cristal photonique permet la propagation de la lumière dans un milieu d’indice faible comme l’air, matériau faiblement non linéaire, pour supprimer les effets non linéaires. La modélisation de fibres creuses est exposée, ainsi que nos premières réalisations et caractérisations. Une fibre composée d’un cœur liquide fortement non linéaire et d’indice faible peut également être employée pour exacerber des effets non linéaires et permettre la création de nouvelles sources optiques fibrées. La première réalisation de fibre à coeur liquide est présentée. Une théorie permettant la compréhension du guidage est développée et confirmée expérimentalementNonlinear effects in optical fibres were managed by means of photonic crystals (PC). On the one hand, such a metamaterial was employed to increase the threshold of appearance of nonlinear effects. Hence a silica core PC fibre exhibiting a large effective mode area was designed and fabricated. The subsequent characterization was studied in detail. Moreover, a properly designed PC allows propagation of light in a low index media such as air, which is a low nonlinear medium. Modelling of hollow core PC fibre was exposed together with our realizations and characterisations. On the other hand, specific properties of PC allow to propagate light in a highly-nonlinear low-index liquid filling the hollow core of a PC fibre so as to exacerbating nonlinear effects and creating novel optical sources. To the best of our knowledge, a low-loss liquid-core PC fibre was fabricated for the first time. A comprehensive theory of propagation was developed and confirmed by experiments
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Jaffré, Tanguy. "Caractérisation des matériaux à bande interdite électromagnétique multiperiodiques et leurs applications aux antennes." Limoges, 2005. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/342540ff-1e0d-4bdb-8afb-23771b268d27/blobholder:0/2005LIMO0004.pdf.
Анотація:
Les matériaux à Bande Interdite Electromagnétique (BIE) 3D diélectriques ou métalliques présentent des propriétés de filtrages fréquentiels et spatiaux très intéressantes. La principale difficulté dans ce domaine reste leur conception. La techniq ue du prototypage rapide offre une solution en réalisant des structures céramiques couche par couche à partir d'une pâte photo polymérisable par radiation UV. Une fois frittée, la céramique possède les mêmes propriétés que celles obtenues par des techniques de réalisation plus traditionnelles. Ce mémoire est consacré à la caractérisation de ces structures à partir de leurs propriétés électromagnétiques. Un banc de mesure en espace libre permet d'identifier la bande interdite des structures réalisées. L'objectif de ce travail est d'utiliser les structures ainsi caractérisées pour réaliser des antennes BIE. Le filtrage spatial et fréquentiel permet le contrôle des directions privilégiées du rayonnement et de la directivité de l'antenne3-D dielectric or metallic Electromagnetic BandGap (EBG) materials allow interesting properties in spatial and frequency filtering. One of the most difficult things in this domain is to realize it. The rapid prototyping offers a solution. A part is built layer by layer. An UV laser comes to polymerize a paste composed of ceramic and photosensitive resin. The ceramic, after sintering, has the same properties than those obtained through traditional manufacturing processes. The purpose of this report is to characterize this kind of materials by using their own electromagnetic properties. A bench of measurement in free space is used to identify the bandgap over a large frequency range of the manufactured structures. EBG antennas are realized from the manufactured and characterized 3-D electromagnetic bandgap materials. The filtering of the spatial and frequency wave obtained with those materials allowscontrolling the radiation directions and the directivity of the antenna
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DAGUZAN, PHILIPPE. "Dynamique ultra-rapide des porteurs photoexcites dans les solides a grande bande interdite." Paris 6, 1996. http://www.theses.fr/1996PA066106.
Анотація:
Le sujet de cette these est l'etude de la dynamique des porteurs libres crees par une impulsion laser intense de duree inferieure a la centaine de femtosecondes dans les solides a grande bande interdite. Differentes techniques experimentales et numeriques ont ete utilisees. Une experience, resolue en temps, d'interferometrie dans le domaine des frequences a permis de mesurer la duree de vie des electrons injectes dans la bande de conduction de differents materiaux. Dans le quartz et le chlorure de sodium, un piegeage tres rapide a ete mis en evidence. Ce piegeage a ete attribue a la formation d'excitons autopieges. Par ailleurs, une etude de spectroscopie de photoelectrons par temps de vol a permis de mettre en evidence le chauffage des electrons dans la bande de conduction par l'intermediaire de collisions electron-photon-phonon, phenomene qui joue un role central dans les modeles de claquage optique. La relaxation en energie des electrons excites dans la bande de conduction a ete etudiee de maniere theorique. Une approche fondee sur l'integration numerique de l'equation semi-classique de boltzmann a montre que la fonction de distribution des electrons evoluait de maniere extremement rapide, a cause du couplage electron-phonon important qui caracterise les isolants a grande bande interdite. Cette interaction est trop forte pour qu'une approche semi-classique markovienne, fondee sur la notion de probabilites par unite de temps, soit valable. Un calcul quantique, utilisant un formalisme recemment developpe dans le cas des semi-conducteurs, a fourni des resultats tres differents des resultats du modele semi-classique
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Sérier, Cédric. "Conception, réalisation et caractérisation d'antenne à bande interdite photonique : application au fort gain." Limoges, 2002. http://www.theses.fr/2002LIMO0017.
Анотація:
Les matériaux à Bande Interdite Photonique (B. I. P. ) présentent des propriétés de réflexion et de filtrage fréquentiel très intéressantes. C'est ce qui explique l'engouement de la part de la communauté scientifique pour ces structures. Ces dernière années, de nombreuses applications ont été développées que ce soit en optique, micro-onde ou électromagnétique. Ce mémoire se consacre plus précisément à l'étude de cristaux photonique dans le but de réaliser des antennes à résonateur B. I. P. Tirant au mieux parti de leurs propriétés : Antenne à résonateur B. I. P. 1D 'large bande' : Antenne à résonateur B. I. P. 1D fort gain : Antenne à résonateur B. I. P. 3D. Dans cette optique, les différentes étapes de conception de ces antennes sont présentées ainsi qu'une étude plus particulière d'une alimentation par fente pouvant remplacer l'excitation par antenne plaquéeThis report is a study on photonic crystals, in order to use their properties to ceate P. B. G. Resonator antennas : Wideband 1D P. B. G. Resonator antenna : High gain 1D P. B. G. Resonator antenna : 3D P. B. G. Resonator antenna. More precisely, the different steps to design such antennas are presented as well as a study on the excitation of the structure by slot, which can replace patch antenna excitation
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Elayachi, Moussa. "Structures à bande interdite électromagnétique : étude et réalisation pour la miniaturisation des antennes." Nice, 2008. http://www.theses.fr/2008NICE4069.
Анотація:
Les travaux présentés dans ce mémoire portent sur l'étude d'antennes planaires à base de matériaux BIE. Dans une première partie, nous avons fait une présentation des méthodes d'identification de la bande interdite des matériaux BIE. Nous avons détaillé la Méthode de Phase Réfléchie utilisée dans ce travail. Ensuite, nous avons présenté les maquettes BIE de type Mushroom qui ont été réalisées. Dans la seconde partie, nous avons étudié le comportement électromagnétique d'une antenne imprimée qui présente d'excellentes caractéristiques de rayonnement. L'utilisation des surfaces BIE réalisées, comme plans réflecteurs, nous a permis de miniaturiser considérablement l'épaisseur globale de l'antenne. Cette étude, nous a permis aussi de mettre en évidence que les structures BIE peuvent constituer une voie vers la conception d'antennes multi bandes et/ou ultra large bande. Dans la dernière partie, nous avons présenté une structure BIE originale qui a été optimisée de manière à être plus compétitive en termes de coûts et de performances vis à vis de la structure Mushroom. La structure BIE proposée a permis d'obtenir une structure totale d'antenne planaire d'épaisseur réduite dont les performances mesurées sont quasiment aussi bonnes que celle de l'antenne référence sur plan conducteur électrique. L'antenne planaire développée offre des perspectives intéressantes pour les applications Wireless (WIFI, WIMAX, …)The works presented in this thesis concern the study of printed antennas using EBG materials. In a first part, we presented the identification methods of band gap of the EBG materials. We detailed the Method of Reflection Phase used in this work. We also presented the EBG prototypes developped according a “Mushroom type” design. In the second part, we studied the electromagnetic behavior of a printed reference antenna, using PEC ground plane, which has excellent characteristics of radiation. The EBG structures designed and employed like PMC ground planes, allow to miniaturize considerably the total thickness of the antenna. This study also enabled to highlight that EBG materials would be able to constitute a way towards the design of the multi bands and/or ultra wide band antennas. In the last part, we presented an original EBG structure which was optimized so as to be more competitive in terms of costs and performances compared with the Mushroom structure. This new EBG structure enables to design planar low profile antenna, whose the measured performances are almost as good as that the reference antenna performances. The developed planar antenna offers interesting prospects for the Wireless applications (WIFI, WIMAX, …)
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Cheype, Cyril. "Etude et utilisation des propriétés des matériaux BIPs à défaut pour la conception d'antennes." Limoges, 2001. http://www.theses.fr/2001LIMO0017.
Анотація:
L'étude des matériaux à Bande Interdite Photonique a pris, depuis quelques anées, un essor considérable. Les applications sont d'ailleurs très nombreuses que ce soit en optique ou en micro ondes, dans le domaine du filtrage ou des antennes. Ce mémoire présente une description des caractéristiques électromagnétiques des matériaux à Bande Interdite Photonique et plus particulièrement les propriétés des matériaux BIP à défaut. Il permet de mieux maîtriser l'évolution fréquentielle des pics de transmission situés dans la Bande Interdite du matériau en fonction de la nature et des dimensions de ce matériau. Les modes de défaut ainsi crées sont ensuite exploités afin de construire des antennes à résonateurs BIP. Leur principe de fonctionnement est le suivant : -Une structure BIP est excitée sur son mode de défaut. -La répartition géométrique de cet te structure interdit certaines fréquences et certaines directions de propagationSincie few years, the Photonic Band Gap structure study is in considerable extension. Numerous applications has been made in optical frequencies as well as in microwave frequency range for the design of filter or antenna devices. This report presents a description of the electromagnetic characteristics of the Photonic Band Gap materials. We particularly focus on the PBG materials with defects
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Bichelot, François. "Technique d'amélioration de la bande passante en directivité et de l'efficacité de surface des antennes a bande interdite électromagnétique (BIE)." Rennes, INSA, 2007. http://www.theses.fr/2007ISAR0023.
Анотація:
Les antennes à bande interdite électromagnétique (BIE) représentent une solution attrayante pour obtenir une forte directivité et une bonne compacité. Néanmoins, ces structurese souffrent d'une faible bande passante en directivité et d'une efficacité de surface amoindrie dès lors que les dimensions latérales de la structures sont réduites. Les travaux menés dans cette thèse s'inscrivent dans ces deux axes de recherche et visent à proposer des solutions pour remèdier à ces problèmes. La première partie est consacrée à l'amélioration de l'efficacité de surface. Cette partie s'est focalisée sur une antenne à résonnance diélectrique et sur un résonateur BIE. Pour ce faire, différents blindages ont été investiqués. Les résultats obtenus ont mis en évidence une forte efficacité de surfaceElectromagnetic bandcap (EBG) antennas are an interesting lead, provinding high directivity and good copactedness. Nevertheless, those structures suffer from a narrow directivity bandwidth and a low efficency when lateral dimensions are reduced. In order to improve the directivity bandwidth and the efficiency of EBG resonators, several techniques are proposed in this PHD dissertation. The first part of this study deals with the use of a multilayer frequency selective surfaces structure in order to build a multiresonant and widened directivity badwidth resonator. The second part of the study is dedicated to the improvement of the efficiency. This part is focused on a dielectric resonator antenna and an EBG resonator, different shieldings are investigated. Results have highlighted a high efficiency
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Zhao, Hongming. "Étude experimentale de la propriété de couplage spin-orbite dans des structures semi-conductrices de basse dimensionalité." Grenoble, 2010. http://www.theses.fr/2010GRENY028.
Анотація:
Nous avons étudié les propriétés optiques et le couplage spin-orbite dans différentes structures semi-conductrices de basse dimension. La dynamique de spin dans des gaz d'électrons bidimensionnels d'une hétérostructure GaAs/AIGaAs (001) a été étudiée par la technique de rotation Kerr résolue en temps. Les résultats montrent que la durée de vie du spin dans le plan du puits est anisotrope et que la densité des électrons affecte fortement le couplage spin-orbite de type Rashba. Nous avons observé ensuite une grande anisotropie du facteur g de l'électron dans des puits quantiques GaAs/AIGaAs (001) asymétriques, et la dépendance en température de son amplitude a été mesurée. Deuxièmement, nous avons fait l'étude expérimentale du dédoublement du spin électronique dans le plan des puits GaN/AIGaN C(0001) à température ambiante. La mesure du courant de l'effet photo-galvanique circulaire montre clairement un dédoublement isotrope dans le plan du puits. Troisièmement, les premières mesures du facteur g dans des films minces de GaAsN à température ambiante a été faite par la technique de rotation Kerr résolue en temp: Elles montrent que le facteur g peut être modifié drastiquement par l'introduction d'une petite quantité d'azote dans GaAs. Enfin, les caractéristiques optiques de transitions indirectes dans des séries de nano-bâtonnets linéaire CdTe/CdSe/CdTe de taille et de forme variables ont été étudiées par photoluminescence stationnaire et résolue en temps. Nos résultats montrent le transfert progressif d'une transition optique directe (type 1) au sein de Cd Se vers une transition indirecte (type Il) entre CdSe/CdTe à mesure que la longueur des nano-bâtonnets augmenteWe have studied the spin-orbit coupling and optical properties in severallow-dimensional semiconductor structures. First, the spin dynamics in (001) GaAs/A/GaAs two-dimensional electron gas was investigated by time resolved Kerr rotation technique under a transverse magnetic field. The in-plane spin lifetime is found to be anisotropic. The results show that the electron density in two-dimensional electron gas channel strongly affects the Rashba spin-orbit coupling. Then, a large anisotropy of the magnitude of in-plane conduction electron 9 factor in asymmetric (001) GaAs/AIGaAs QWs was observed and its tendency of temperature dependence was studied. Second, the experimental study of the in-plane-orientation dependent spin splitting in the C(0001) GaN/A/GaN two-dimensional electron gas at room temperature was reported. The measurement of circular photogalvanic effect current clearly shows the isotropic in-p/ane spin splitting in this system for the first time. Third, the first measurement of conduction electron 9 factor in GaAsN at room temperature was done by using time resolved Kerr rotation technique. It demonstrates that the 9 factor can be modified drastically by introducing a small amount of nitrogen in GaAs bulk. Finally, the optical characteristic a indirect type Il transition in a series of size and shape-controlled linear CdTe/CdSe/CdTe heterostructure nanorods was studied by steady-state and time resolved photoluminescence. Our results show the steady transfer from the direct optical transition (type 1) within Cd Se to the indirect transition (type Il) between CdSe/CdTe a the length of the nanorods increases
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Stanowski, Radoslaw Wojciech. "Nano-ingéniérie de bande interdite des semiconducteurs quantiques par recuit thermique rapide au laser." Thèse, Université de Sherbrooke, 2011. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1960.
Анотація:
The ability to fabricate semiconductor wafers with spatially selected regions of different bandgap material is required for the fabrication of monolithic photonic integrated circuits (PIC's). Although this subject has been studied for three decades and many semiconductor engineering approaches have been proposed, the problem of achieving reproducible results has constantly challenged scientists and engineers. This concerns not only the techniques relaying on multiple sequential epitaxial growth and selective area epitaxy, but also the conventional quantum well intermixing (QWI) technique that has been investigated as a post-growth approach for bandgap engineering. Among different QWI techniques, those based on the use of different lasers appear to be attractive in the context of high-precision and the potential for cost-effective bandgap engineering. For instance, a tightly focused beam of the infrared (IR) laser could be used for the annealing of small regions of a semiconductor wafer comprising different quantum well (QW) or quantum dot (QD) microstructures. The precision of such an approach in delivering wafers with well defined regions of different bandgap material will depend on the ability to control the laser-induced temperature, dynamics of the heating-cooling process and the ability to take advantage of the bandgap engineering diagnostics. In the frame of this thesis, I have investigated IR laser-induced QWI processes in QW wafers comprising GaAs/A1GaAs and InP/InGaAsP microstructures and in InAs QD microstructures grown on InP substrates. For that purpose, I have designed and set up a 2-laser system for selective area rapid thermal annealing (Laser-RTA) of semiconductor wafers. The advantage of such an approach is that it allows carrying out annealing with heating-cooling rates unattainable with conventional RTA techniques, while a tightly focused beam of one of the IR lasers is used for `spot annealing'. These features have enabled me to introduce a new method for iterative bandgap engineering at selected areas (IBESA) of semiconductor wafers. The method proves the ability to deliver both GaAs and InP based QW/QD wafers with regions of different bandgap energy controlled to better than « 1nm of the spectral emission wavelength. The IBESA technique could be used for tuning the optical characteristics of particular regions of a QW wafer prepared for the fabrication of a PIC. Also, this approach has the potential for tuning the emission wavelength of individual QDs in wafers designed, e.g., for the fabrication of single photon emitters. In the 1st Chapter of the thesis, I provide a short review of the literature on QWI techniques and I introduce the Laser - RTA method. The 2nd Chapter is devoted to the description of the fundamental processes related to the absorption of laser light in semiconductors. I also discuss the results of the finite element method applied for modeling and semi-quantitative description of the Laser - RTA process. Details of the experimental setup and developed procedures are provided in the 3rd Chapter. The results concerning direct bandgap engineering and iterative bandgap engineering are discussed in the 4th and 5th Chapters, respectively.
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Ibnouelghazi, Elalami. "Étude de l'interaction d'échange dans les semiconducteurs semimagnétiques à faible largeur de bande interdite." Montpellier 2, 1986. http://www.theses.fr/1986MON20125.
Анотація:
Etude par des mesures de la susceptibilite magnetique et des mesures de transport electrique. Mise en evidence d'interactions antiferromagnetiques entre ions gd dans pbgdte; absence d'oscillations de shubnikov de haas dans le cristal a 1% de gd presentant une mobilite elevee a basse temperature, interpretee par l'existence d'un champ interne. Observation d'interactions antiferromagnetiques et de deux trains d'oscillations de shubnikov de haas dans le cas de pbmnte; le deuxieme train peut etre lie a la presence d'un niveau accepteur dans la bande de conduction. Mise en evidence d'une variation de l'aimantation des ions fe lineaire en champ magnetique dans hgfete entre 2,3 et 4,2 k; interpretation en termes de paramagnetisme de van vleck
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DIB, MOHAMED. "Structure electronique au voisinage de la bande interdite des nanocristaux de cdse et cds." Paris 7, 1999. http://www.theses.fr/1999PA077073.
Анотація:
Les nanocristaux (ncs) de semiconducteurs sont des boites quantiques dans lesquelles les porteurs de charge sont confines dans les trois directions spatiales. Leur structure electronique est une fonction de leur taille. Une des difficultes experimentales de l'etude des ncs est liee a la distribution des tailles des ncs dans l'echantillon. Cette distribution est responsable de l'elargissement inhomogene des bandes dans les spectres d'absorption et de luminescence. Pour s'affranchir de cette difficulte, nous avons utilise des techniques spectroscopiques qui permettent l'observation des proprietes optiques des ncs d'une taille selectionnee dans la distribution, telles que l'excitation selective et la detection selective de la luminescence. Nous avons montre que l'etat responsable de la luminescence des ncs de cdse et de cds de rayons compris entre 15 et 35 angstroms, est un etat optiquement interdit par spin et que l'interaction d'echange electron-trou, tres faible dans les materiaux massifs, augmente de deux ordres de grandeur dans les petits ncs (de 15 angstroms de rayon). Nous avons egalement mis en evidence le fait que l'ecart en energie observe experimentalement entre l'absorption et la luminescence est caracteristique du materiau etudie. Il est interprete par la prise en compte simultanee de l'interaction d'echange electron-trou d'une part et du couplage spin-orbite, dans les ncs de cds ou de l'anisotropie du champ cristallin de la structure cristalline wurtzite dans les ncs de cdse, d'autre part.
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Fehrembach, Anne-Laure. "Réseaux résonnants à Bande Interdite Photonique, nouveaux filtres pour le D. W. D. M." Aix-Marseille 3, 2003. http://www.theses.fr/2003AIX30028.
Анотація:
Les débits des télécommunications optiques sont considérablement accrus par le multiplexage dense en longueur d'onde (D. W. D. M. ). Pour séparer les différents canaux, des filtres fréquentiels ultra-sélectifs sont nécessaires. Les réseaux résonnants, formés d'un réseau gravé sur un guide d'onde plan, sont une solution potentielle. Ces structures supportent des modes propres pouvant être excités par une onde issue d'une fibre optique. L'excitation produit un pic de résonance en réflexion, à une longueur d'onde et un angle d'incidence donnés. Le pic ne possède en général pas les qualités requises pour le D. W. D. M. : en incidence oblique, les tolérances angulaire et spectrale sont faibles et les profils dépendent de la polarisation. En conjuguant les concepts des cristaux photoniques, une théorie phénoménologique rigoureuse et une théorie perturbative, nous concevons un filtre répondant à toutes les contraintes imposées par le D. W. D. M. . Nos résultats sont validés par des exemples numériquesDense wavelength division multiplexing (D. W. D. M. ) significantly increases the optical telecommunication transmission rates. To separate the channels, narrow band spectral filters are necessary. Resonant gratings, composed with a grating engraved on a planar waveguide, are a potential solution. These structures support eigenmodes, which can be excited by a wave coming out of an optical fiber. The excitation creates a resonance peak in the reflected beam, for a given wavelength and incidence angle. In general, the peak does not exhibit the qualities required for the D. W. D. M. : at oblique incidence, the angular and spectral tolerances are weak, and the line shapes are polarization dependent. Combining photonic crystals concepts, a rigorous phenomenological theory, and a perturbative theory, we design a filter that meet all the conditions imposed by the D. W. D. M.
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Ibnouelghazi, Elalami. "Etude de l'interaction d'échange dans les semiconducteurs semimagnétiques à faible largeur de bande interdite." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37598429t.
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Elbaz, Anas. "Sources laser compatibles silicium à base de Ge et GeSn à bande interdite directe." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS077/document.
Анотація:
La photonique silicium connait un essor très important, porté notamment par la réalisation de câbles optiques actifs permettant de transférer optiquement des données à haut débit dans des environnements de type “High performance computing” ou “data center”. L'intégration de cette source laser est un enjeu très important pour la photonique silicium. Actuellement, ces sources sont obtenues avec des semi-conducteurs de type III-V sur substrats GaAs ou InP. Leur intégration dans une filière silicium est délicate et surtout ne permet pas de tirer pleinement parti de l'environnement de fabrication CMOS de la microélectronique.L'intégration d'une source optique monolithique représente donc un enjeu considérable. Les éléments de la colonne IV (Si, Ge) sont des semi-conducteurs à bande interdite indirecte, avec une faible efficacité de recombinaison radiative, et ne sont donc pas a priori de bons candidats. Un changement de paradigme est cependant en cours avec la récente démonstration qu'il était possible de manipuler la structure de bande des semi-conducteurs à base de germanium pour les rendre à bande interdite directe, i.e. les transformer en émetteurs efficaces. Cette ingénierie peut être réalisée soit en utilisant des tenseurs externes comme le nitrure de silicium soit en réalisant des alliages avec de l'étain (GeSn), ou en combinant les deux. Cette thèse porte donc sur l'étude de ces semi-conducteurs à bande interdite directe, avec pour objectif de faire la démonstration d'un laser avec ce nouveau type de matériauxSilicon photonics is experiencing a very important development. The laser source integration is a very important issue in silicon photonics. Currently, these sources are obtained with type III-V semiconductors on GaAs or InP substrates. Their integration in a silicon industry is delicate and above all does not allow to take full advantage of a CMOS environment.The integration of a monolithically optical source represents an important challenge. The elements of column IV (Si, Ge) are indirect bandgap semiconductors, with low radiative recombination efficiency, and therefore are not good candidates. However, a paradigm shift is underway with the recent demonstration that it was possible to manipulate the band structure of germanium-based semiconductors to direct bandgap, i.e. transform them into efficient transmitters. This engineering can be achieved either by using external tensors such as silicon nitride or by making alloys with tin (GeSn), or by combining both. This thesis deals with the study of these direct bandgap semiconductors. The goal will be to demonstrate a laser with this new type of materials
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Bovkun, Leonid. "Etude de la structure de bande de puits quantiques à base de semi-conducteurs de faible bande interdite HgTe et InAs." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAY060/document.
Анотація:
Le tellurure de mercure et de cadmium (HgCdTe ou MCT) est un matériau reconnu pour la physique de la matière condensée, dont l'histoire, datant aujourd'hui de plus de cinquante ans, constitue un excellent exemple des progrès remarquables réalisés dans la recherche sur les semi-conducteurs et les semi-métaux. Notre travail est principalement motivé par l’intérêt fondamental que suscitent ces systèmes, mais notre recherche peut également avoir un impact pratique (indirect) sur la médecine, la surveillance ou la détection de l’environnement ainsi que sur les systèmes de sécurité. Cela peut aider à améliorer les performances des photodétecteurs dans la limite des grandes longueurs d'onde ou à faciliter la fabrication de dispositifs émettant de la lumière.La présente thèse de doctorat vise principalement à combler certaines des lacunes de notre compréhension de la structure de bande électronique des hétérostructures 2D et quasi-2D basées sur les matériaux HgTe/HgCdTe et InAs/InSb, qui peuvent être transformés en phase topologiquement isolante à l'aide des paramètres de croissance. Pour explorer leurs propriétés, la technique expérimentale de base, la magnéto-spectroscopie infrarouge et THz fonctionnant dans un large éventail de champs magnétiques, est combinée à des mesures complémentaires de magnéto-transport. Cette combinaison de méthodes expérimentales nous permet d’obtenir de précieuses informations sur les états électroniques non seulement à l’énergie de Fermi, mais également dans son voisinage relativement large. Diverses hétérostructures ont été étudiées avec des caractéristiques globales et/ou spécifiques déterminées principalement par les paramètres de croissance.La réponse magnéto-optique observée, due aux excitations intra-bande (résonance cyclotron) et interbandes (entre les niveaux de Landau) peut être interprétée dans le contexte d'études antérieures sur des échantillons 3D, des puits quantiques et des super-réseaux, mais également en rapport aux attentes théoriques. Ici, nous visons à obtenir une explication quantitative des données expérimentales recueillies, mais également à développer un modèle théorique fiable. Ce dernier comprend le réglage précis des paramètres de structure de bande présents dans le modèle établi de Kane, mais surtout, l'identification de termes supplémentaires pertinents (d'ordre élevé) nécessaires pour parvenir à un accord quantitatif avec nos expériences. On peut s’attendre à ce que les corrections dues à ces termes supplémentaires affectent davantage les sous-bandes de valence, généralement caractérisées par des masses effectives relativement importantes et, par conséquent, par une grande densité d’états ou, lorsque le champ magnétique est appliqué, par un espacement assez étroit (et mélange important) des niveaux de LandauMercury cadmium telluride (HgCdTe or MCT) is a time-honored material for condensed matter physics, whose history nowadays more than fifty years long may serve as an excellent example of remarkable progress made in research on semiconductors and semimetals. The ternary compound HgCdTe implies two important aspects, which largely contributed to its undoubted success in solid-states physics.The present PhD thesis primarily aims at filling some of existing gaps in our understanding of the electronic band structure in 2D and quasi-2D heterostructures based on HgTe/HgCdTe and InAs/InSb materials, which both may be tuned into topologically insulating phase using particular structural parameter. To explore their properties, the primal experimental technique, infrared and THz magneto-spectroscopy operating in a broad of magnetic fields, is combined with complementary magneto-transport measurements. This combination of experimental methods allows us to get valuable insights into electronic states not only at the Fermi energy, but also in relatively broad vicinity.The observed magneto-optical response - due to intraband (cyclotron resonance) and interband inter-Landau level excitations - may be interpreted in the context of previous studies performed on bulk samples , quantum wells and superlattices, but also compared with theoretical expectations. Here we aim at achieving the quantitative explanation of the collected experimental data, but also further developing a reliable theoretical model. The latter includes the fine-tuning of the band structure parameters present in the established Kane model, but even more importantly, identifying additional relevant (high-order) terms and finding their particular strengths, needed to achieve quantitative agreement with our experiments. One may expect that corrections due to these additional terms will more affect the valence subbands, which are in general characterized by relatively large effective masses. Consequently, valence subbands have larger density of states compared to conduction band or, when the magnetic field is applied, rather narrow spacing (and possibly large mixing) of Landau levels
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Vu, Thai-Hung. "Antenne à bande interdite électromagnetique (B. I. E. ) directive : contribution à l’élargissement de la bande passante et à l’évaluation de l’impédance." Rennes 1, 2009. http://www.theses.fr/2009REN1S033.
Анотація:
Ce travail de thèse porte sur les antennes directives à Bande Interdite Electromagnétique (BIE) ou à cavité Fabry Pérot (FP) et tente de résoudre leur deux problématiques majeures : i) difficulté d’évaluation et donc d’adaptation d’impédance et ii) faible bande passante en diagramme (de rayonnement) et en directivité. Après un bref état de l’art, dans le chapitre I, sur les matériaux à BIE ainsi que sur leurs applications en micro-ondes et aux antennes, le chapitre II traite en détail des règles de conception des antennes BIE. Le chapitre III montre une étude théorique originale sur l’évaluation de leur impédance d’entrée. Pour ce faire, une méthode d’images dite « modifiée » est proposée. L’application de cette méthode nous a permis de réduire le problème de l’évaluation de l’impédance d’entrée d’une antenne à cavité, à un problème de réseau d’antennes ou plutôt de réseau de sources primaires judicieusement pondérées. La matrice de couplage mutuelle permet alors d’obtenir l’impédance d’entrée de l’antenne d’origine. Un processus d’adaptation de l’antenne à cavité excitée par une source simple, telle qu’un dipôle, est ensuite proposé. Le chapitre IV est consacré à l’étude des SSRs (Surface Semi Réfléchissante) combinées, composées de deux ou plusieurs SSRs simples. Leur propriété est de présenter une allure de phase non conventionnelle, dite inversée, qui permet d’élargir la bande passante des antennes à cavité. Le chapitre V détaille l’optimisation de la SSR combinée pour obtenir un maximum d’élargissement de la bande de fonctionnement de l’antenne BIE. Enfin, un exemple de réalisation est présenté pour confirmer les différents résultats théoriques obtenus, ainsi que les différentes étapes de la méthodologie de conception d’antenne que nous avons élaborée. Mots clés : Antenne BIE, antennes directives, cavité Fabry Pérot (FP), SSR combinée, élargissement de la bande passante, impédance d’entrée, méthode d’images, analyse du couplageThis thesis focuses on the directive EBG (Electromagnetic Band Gap) and FP (Fabry-Pérot) antennas and tries to solve their two major problems: i) the difficulty of the evaluation and matching of their impedance, and ii) their narrow directivity bandwidth. After a brief state of the art in chapter I on the EBG structures as well as on their applications in microwave devices and antennas, chapter II presents the design aspects of the FP and EBG antennas. Chapter III proposes an original theoretical method to enable the evaluation of the input impedance of these antennas. To this end, a “modified image method” is proposed which transforms this subject to that of an antenna array composed of appropriately weighted primary sources. This model allows the evaluation of the input impedance by using the mutual coupling matrice. The resulting method is then used to match the input impedance of an FP cavity antenna excited by a simple dipole source. Chapter IV is devoted to the study of a combined PRS (Partially Reflecting Surface) composed of two or several single PRSs. This new structure shows a non conventional property: the phase of its reflection coefficient is an increasing function versus frequency. Chapter V uses this unusual property of the combined PRS to enlarge the bandwidth of the EBG antennas. An optimization process based on the Genetic Algorithm is set up to maximise the directivity bandwidth of FP antenna associated with a combined PRS. Finally, an example of realization is presented to confirm the theoretical results and the design procedure
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Vigué, Florence. "Optoélectronique visible et ultraviolette à base de semi-conducteurs II-VI à large bande interdite." Nice, 2001. http://www.theses.fr/2001NICE5632.
Анотація:
Depuis plusieurs années, un effort de recherche important est consacré aux semi-conducteurs à large bande interdite pour leur applications optoélectroniques. Les principaux objectifs sont la réalisation de détecteurs ultraviolet (UV) et la fabrication de diodes laser émettant dans le bleu ou l'UV. C'est avec cet objectif que nous avons étudié les composés II-VI à base de ZnSe et ZnO. Des photodétecteurs UV en ZnSe et (Zn,Mg,Be,Se) sont tout d'abord décrits. Trois types de structures ont été fabriquées avec de bonnes performances. Il s'agit des photodiodes p-i-n, à barrière Schottky et métal-semiconducteur-métal. Avec ces différents dispositifs, nous obtenons des réponses spectrales élevées, de forts contrastes de détection UV/visible et de faibles niveaux de bruit. Ce travail démontre le fort potentiel des composés II-VI ZnSe et (Zn,Mg,Be,Se) pour la détection ultraviolette. La croissance de ZnO sur substrat de saphir est parallèlement abordée. Deux modes de croissances sont obtenus selon les conditions expérimentales. La croissance bidimensionnelle conduit à la formation d'une structure mosai͏̈que de grains délimités par des dislocations verticales tandis que la croissance tridimensionnelle favorise de nombreuses interactions entre les dislocations et mène à une meilleure qualité structurale. Une densité totale de dislocations de 3-5x109 cm-2 est obtenue dans ce casOver the past few years, there has been a great deal of work focused on wide bandgap semiconductors for their applications in electronics and optoelectronics. Main goals are the fabrication of ultraviolet (UV) photodetectors and blue and UV laser diodes. In this work, II-VI compounds based on zinc selenide (ZnSe) and zinc oxyde (ZnO) are studied for these purposes. UV photodetectors based on ZnSe and especially on (Zn,Mg,Be,Se) quaternary alloys are first reported. Three types of structures have been studied which are p-i-n, Schottky barrier and metal-semiconductor-metal photodiodes. With these different devices, high maximum spectral responses, important UV/visible contrasts and low noise levels are achieved. This work thus demonstrates the potential of ZnSe and (Zn,Mg,Be,Se) compounds for UV detection. Growth of ZnO on sapphire substrate has also been studied. It is demonstrated that two different growth modes can be achieved depending on experimental conditions. Two-dimensional growth mode layers exhibit a mosaic structure with columnar subgrains delineated by vertical dislocations whereas the three-dimensional growth mode generates numerous interactions between dislocations and leads to higher structural quality films. A total dislocation density of 3-5x109 cm-2 is obtained in that case
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Raboin, Jean-Christophe. "Complexes de métaux de transition pour la photosensibilisation de semi-conducteurs à large bande interdite." Metz, 1999. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1999/Raboin.Jean_Christophe.SMZ9940.pdf.
Анотація:
Des ligands tridentates de la famille des terpyridines et des analogues cyclométallants ainsi que des ligands bidentates 5-(2-pyridyl)-tétrazoles sont préparés. Ces ligands sont fonctionnalisés par des acides carboxyliques vicinaux pour obtenir une bonne fixation et un transfert de photoélectron maximum sur TiO2 ou par des coumarines condensées pour augmenter l'efficacité de captation de la lumière et accéder à des états excités de plus basse énergie. Les ligands sont utilisés pour coordiner des cations de Ru, Fe et Rh. Des problèmes de décarboxylation sélective ou d'absence de cyclométallation lors de l'utilisation de phenylbipyridines à coumarines condensées sont résolus. Un cas de cyclométallation de pyridine par retournement de cycle est observé. Une corrélation entre les potentiels rédox et les groupes fonctionnels des complexes est établie ainsi que des effets auxo- et hyperchrome en spectroscopie d'absorption. La plupart des complexes sont émetteurs à température ambiante dont certains avec des rendements d'émission proches de Ru(bipy)3Cl2. Les complexes de ruthénium porteurs d'acides carboxyliques sont testés en photosensibilisation sur électrodes de TiO2. Des rendements de conversion de photon en courant jusqu'à plus de 70% sont atteints
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Ridaoui, Mohamed. "Fabrication et caractérisation de MOSFET III-V à faible bande interdite et canal ultra mince." Thèse, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/11118.
Анотація:
Les MOSFETs ultra-thin body UTB ont été fabriqués avec une technologie auto-alignée. Le canal conducteur est constitué d’InGaAs à 75% de taux d’indium ou d’un composite InAs/In0,53Ga0,47As. Une fine couche d'InP (3 nm) a été insérée entre le canal et l'oxyde, afin d’éloigner les défauts de l’interface oxyde-semiconducteur du canal. Enfin, une épaisseur de 4 nm d'oxyde de grille (Al2O3) a été déposée par la technique de dépôt des couches atomiques. Les contacts ohmiques impactent les performances des MOSFETs. La technologie UTB permet difficilement d’obtenir des contacts S/D de faibles résistances. De plus, l’utilisation de la technique d’implantation ionique pour les architectures UTB est incompatible avec le faible budget thermique des matériaux III-V et ne permet pas d’obtenir des contacts ohmiques de bonne qualité. Par conséquent, nous avons développé une technologie auto-alignée, basée sur la diffusion du Nickel « silicide-like » par capillarité à basse température de recuit (250°C) pour la définition des contacts de S/D. Finalement, nous avons étudié et analysé la résistance de l'alliage entre le Nickel et les III-V. A partir de cette technologie, des MOSFET In0,75Ga0,25As et InAs/In0,53Ga0,47As ont été fabriqués. On constate peu de différences sur les performances électriques de ces deux composants. Pour le MOSFET InAs/InGaAs ayant une longueur de grille LG =150 nm, un courant maximal de drain ID=730 mA/mm, et une transconductance extrinsèque maximale GM, MAX = 500 mS/mm ont été obtenu. Le dispositif fabriqué présente une fréquence de coupure fT égale à 100 GHz, et une fréquence d'oscillation maximale fmax de 60 GHz, pour la tension drain-source de 0,7 V.Abstract : Silicon-based devices dominate the semiconductor industry because of the low cost of this material, its technology availability and maturity. However, silicon has physical limitations, in terms of mobility and saturation velocity of the carriers, which limit its use in the high frequency applications and low supply voltage i.e. power consumption, in CMOS technology. Therefore, III-V materials like InGaAs and InAs are good candidates because of the excellent electron mobility of bulk materials (from 5000 to 40.000 cm2 /V.s) and the high electron saturation velocity. We have fabricated ultra-thin body (UTB) InAs/InGaAs MOSFET with gate length of 150 nm. The frequency response and ON-current of the presented MOSFETs is measured and found to have comparable performances to the existing state of the art MOSFETs as reported by the other research groups. The UTB MOSFETs were fabricated by self-aligned method. Two thin body conduction channels were explored, In0,75Ga0,25As and a composite InAs/In0,53Ga0,47As. A thin upper barrier layer consisting of InP (3nm) is inserted between the channel and the oxide layers to realized a buried channel. Finally, the Al2O3 (4 nm) was deposited by the atomic layer deposition (ALD) technique. It is well known that the source and drain (S/D) contact resistances of InAs MOSFETs influence the devices performances. Therefore, in our ultra-thin body (UTB) InAs MOSFETs design, we have engineered the contacts to achieve good ohmic contact resistances. Indeed, for this UTB architecture the use of ion implantation technique is incompatible with a low thermal budget and cannot allow to obtain low resistive contacts. To overcome this limitation, an adapted technological approach to define ohmic contacts is presented. To that end, we chose low thermal budget (250°C) silicide-like technology based on Nickel metal. Finally, we have studied and analyzed the resistance of the alloy between Nickel and III-V (Rsheet). MOSFET with two different epilayer structures (In0,75Ga0,25As and a composite InAs/In0,53Ga0,47As) were fabricated with a gate length (LG) of 150 nm. There were few difference of electrical performance of these two devices. We obtained a maximum drain current (ION) of 730 mA/mm, and the extrinsic transconductance (GM, MAX) showed a peak value of 500 mS/mm. The devices exhibited a current gain cutoff frequency fT of 100 GHz and maximum oscillation frequency fmax of 60 GHz for drain to source voltage (VDS) of 0.7 V.
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Laurent, Stéphane. "Cavités à bande interdite photonique bidimensionnelle et application à une source de photons uniques indiscernables." Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066535.
Анотація:
Les boîtes quantiques auto-assemblées InAs/GaAs, observées individuellement, constituent des émetteurs de photons uniques. L’émission de photons uniques indiscernables nécessite d’accélérer l’émission spontanée, ce qui peut être réalisé en utilisant une cavité (effet Purcell). Au cours de ce travail de thèse, nous avons développé des cavités à bande interdite photonique bidimensionnelle dans cette perspective. L’étude a d’abord constituée en la réalisation de cavités à cristaux photoniques en GaAs. L’insertion de boîtes quantiques InAs/GaAs dans les structures réalisées a ensuite permis d’isoler une unique boîte, en couplage faible avec un mode d’une cavité. Ce système s’est avéré être une source de photons uniques indiscernables, avec un taux d’indiscernabilité supérieur à 70%. L’indiscernabilité des photons, impossible sans un raccourcissement important de la durée de vie radiative de la boîte quantique, met en évidence un effet Purcell supérieur à 25 dans ce systèmeIsolating a single self-assembled InAs/GaAs quantum dot is a way to produce single photons. Moreover, the successively emitted photons can be indistinguishable if the emission process happens sufficiently fast. This radiative lifetime shortening can be obtained by the use of cavity effects (Purcell effect). In this work we describe the development of two-dimensional photonic band gap cavities for that purpose. A first step was the fabrication of GaAs photonic crystal cavities. Then, inserting a single layer of InAs/GaAs quantum dots in the structure, we managed to isolate a single quantum dot coupled to a single cavity mode, in the weak coupling regime. This system is an indistinguishable single photon source, with a degree of photon indistinguishability of 70 %. The observation of the photon indistinguishability is only possible through a shortening of the emitter lifetime, and indicates that the Purcell effect is more than 25 in this system
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Rault, Gabriel. "Verres à basse énergie de phonon pour l'amplification optique large bande." Rennes 1, 2001. http://www.theses.fr/2001REN10056.
Анотація:
L'accroissement des besoins en débit d'informations via les liaisons par fibres optiques nécessite de développer de nouveaux amplificateurs permettant de tirer partie des possibilités offertes par le multiplexage en longueur d'onde dans la région spectrale 1,3 - 1,6 æm ; région où l'atténuation de la fibre de ligne silice est minimale (de 0,2 à 0,4 dB/Km). Pour élargir la fenêtre spectrale d'amplification, il devient nécessaire de s'affranchir du matériau silice et de solliciter de nouvelles matrices de plus faibles énergies de phonon. Ainsi ces besoins redonnent un intérêt aux verres de fluorures et permettent également d'envisager l'utilisation de matériaux nouveaux pour ce type d'application, tels que les verres de sulfures. Le projet GEANT (GEnération d'Amplificateurs Non - silice pour Transmissions multi - fenêtres multiplexées en longueur d'onde), labellisé RNRT (Réseau National de Recherche en Télécommunication), a associé différents partenaires industriels et universitaires dans cette quête de nouveaux amplificateurs optiques. La contribution du Laboratoire des Verres et Céramiques à ce projet est relatée dans ce mémoire. En présentant des stabilités thermiques compatibles avec les besoins de mise en forme, les verres de fluoroindate du système Ba-In-Zn complété de Gd ou Sr ont représentés le point de départ de cette étude de compositions vitreuses. En ce qui concerne les verres de sulfures l'étude est basée sur les verres de composition Ge-Ga-Sb-S La spectroscopie des ions Tm3+ et Pr3+ émettant respectivement à 1,34 et 1,47 æm dans les verres de sulfures, plus covalents que les fluorures, a été étudiée.
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Lo, Juslan. "Étude de la reconfigurabilité d'une structure à bande interdite électromagnétique (BIE) métallique par plasmas de décharge." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00713274.
Анотація:
Les matériaux à bande interdite électromagnétique (BIE) plus connus sous le nom de cristaux photoniques en optique, sont des structures périodiques possédant des propriétés intéressantes que l'on ne retrouve pas dans les matériaux conventionnels. Ces propriétés dépendent des paramètres géométriques de la structure, et des paramètres constitutifs de ses éléments ( E et μ). Ainsi, ils peuvent présenter un indice de réfraction négatif, posséder des bandes interdites ou encore être fortement anisotropes. Pour les dispositifs hyperfréquences, l'exploitation de ces propriétés s'avère très pertinente. Or, ces structures sont en général passives, et l'une des considérations actuelles vise à les rendre reconfigurables, afin d'étendre encore leur champ d'applications. L'originalité de ce travail consiste à utiliser les plasmas comme élément contrôlable. En effet, leurs paramètres physiques (E , diamètre etc.) varient en fonction des conditions de décharge. Pour l'étude de ce principe de reconfigurabilité, un dispositif de diviseur de puissance commutable à base d'un BIE a été défini. Différents plasmas de grand volume à des pressions allant de 40 à 760 torrs ont été étudiés puis intégrés dans le dispositif. Des mesures microondes ont alors mis en évidence le contrôle de la propagation de l'onde par le plasma. Cette thèse, à l'intersection de deux disciplines, plasma et microondes, a permis de valider le concept d'utilisation de plasmas localisés pour rendre reconfigurable certaines propriétés des structures BIE. Suite à cette validation, d'autres travaux sont d'ores et déjà entamés, afin d'améliorer les performances et d'explorer d'autres idées liant notamment métamatériaux et plasmas.
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Korytov, Maxim. "Etude des nanostructures de semi-conducteurs à large bande interdite par Microscopie électronique en Transmission quantitative." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00520605.
Анотація:
Cette thèse est dédiée à l'étude et à la caractérisation de boîtes quantiques (BQs) GaN réalisées sur une couche épaisse d'Al0.5Ga0.5N. Une BQ se comporte comme un puits de potentiel qui confine les porteurs de charges dans les trois dimensions de l'espace. Le spectre d'énergie d'exciton localisé dans une BQ dépend fortement de sa taille, qui est de l'ordre de quelques nanomètres. La compréhension des mécanismes de croissance et des propriétés physiques et structurelles des objets nanométriques, telles que des BQs, nécessite l'utilisation d'outils de caractérisation adaptés à leur faible taille. La microscopie électronique en transmission (MET), largement employée dans ce travail, est une des rares techniques qui permettent ce genre d'études. Le premier chapitre est consacré à l'introduction des fondements physiques de la microscopie électronique en transmission et à ses modes de fonctionnement. La technique de microscopie électronique en transmission haute résolution (METHR) et les facteurs limitant la résolution du microscope sont discutés en détail. Ensuite, les aspects de microscopie quantitative, tels que la simulation des images METHR et les méthodes de mesure de contrainte de la maille atomique à partir d'images METHR sont présentés. Deux techniques complémentaires au METHR, notamment l'imagerie en contraste de Z en mode balayage (STEM-HAADF) et la spectroscopie des pertes d'énergie (EELS) sont introduites à la fin de ce chapitre. Dans le deuxième chapitre les champs d'application des nitrures d'éléments-III et certains problèmes fondamentaux liés à leur croissance épitaxiale sont discutés. Après cela, deux techniques de la croissance de ce type d'hétérostructures - l'épitaxie par jets moléculaires (EJM) et l'épitaxie en phase vapeur d'organo-métalliques (EPVOM) - sont présentées. Ce chapitre se termine par la description des propriétés structurales des matériaux nitrures, y compris leur structure cristalline et les propriétés élastiques. Dans le troisième chapitre, l'adaptation de l'imagerie METHR pour l'étude des matériaux à base de GaN est présentée. Tout d'abord, le moyen d'évaluation de la composition chimique dans une hétérostructure par la mesure des contraintes de la maille atomique à partir d'images METHR est décrit. L'effet de la distorsion de la maille atomique d'une couche mince due au désaccord paramétrique est pris en compte de manière analytique. Un rapport numérique entre le paramètre de réseau local et la composition des alliages InxGa1-xN/GaN et AlxGa1-xN/Al0.5Ga0.5N est déterminé. L'influence des incertitudes des constantes élastiques ainsi que l'effet de la relaxation de surface sur la précision de la détermination de la composition sont discutés. Ensuite, une comparaison de deux techniques de mesure de contrainte, l'analyse des phases géométriques (GPA) et la méthode de projection, est présentée. Pour réaliser le traitement des images HRTEM dans l'espace réel (méthode de projection) un script dédié a été développé. Les deux méthodes ont été appliquées à des images modèles afin d'évaluer leurs performances pour la mesure des variations rapides de contrainte et pour le traitement des images bruitées. Il a été montré que la méthode GPA peut créer des fluctuations artificielles là où la contrainte varie rapidement. La méthode de projection est capable de mesurer les variations rapides de contrainte à l'échelle atomique, mais sa précision diminue considérablement pour les images bruitées. Les effets des conditions d'imagerie sur les mesures de contrainte ont été mis en évidence dans la dernière partie de ce chapitre. Les images METHR en axe de zone et hors axe de zone ont été simulées par le logiciel Electron Microscopy Software (EMS) en utilisant les paramètres d'imagerie typique pour un microscope JEOL 2010F et un microscope Cs-corrigé Titan 80-300. Le rôle critique de l'épaisseur de l'échantillon pour l'imagerie quantitative METHR en axe de zone a été montré. Les gammes de défocalisation appropriées pour une détermination fiable des déplacements atomiques pour certaines épaisseurs d'échantillon ont été déterminées. La même étude a été faite pour des images METHR acquises hors axe de zone. Les conditions d'acquisition METHR adaptées aux mesures de contrainte ont été appliquées pour l'étude des BQs GaN/AlGaN. Cette étude, présentée dans le quatrième chapitre, a révélé plusieurs phénomènes originaux pour les nitrures d'éléments III. Un changement de forme des BQs de surface de pyramides parfaites à pyramides tronquées avec l'augmentation de l'épaisseur nominale de GaN déposé a été observé. Le recouvrement des BQs par une couche d'AlGaN mène à une modification de leur forme de pyramide parfaite à pyramide tronquée. Dans le même temps, le volume moyen des BQs augmente. Un comportement similaire a été révélé pour des BQs GaN recouvertes par de l'AlN. Une séparation de phase a été observée dans les barrières AlGaN recouvrant les BQs avec formation de zones riches en Al au-dessus des BQs et de régions riches en Ga placées autour des zones riches en Al. La concentration en Al dans les zones riches en Al est d'environ 70% et elle diminue avec la distance à la BQ; la concentration en Ga varie de 55% à 65%. Les facettes latérales des zones riches en Al sont bien définies, leur forme et leur taille sont similaires à celles des BQs au-dessus desquelles elles sont placées. Une séparation de phase a également été observée dans les échantillons avec des boîtes quantiques anisotropes (quantum dashes). Les observations en microscopie électronique en transmission à balayage en mode Z-contraste (STEM-HAADF) ont fourni une preuve indépendante du phénomène de séparation de phases dans les barrières AlGaN. De plus, l'intensité des images HAADF a été convertie en compositions locales en gallium, à l'aide de simulations du signal HAADF. La concentration moyenne en Al de 70% dans les zones riches en Al obtenue par l'analyse HAADF a été confirmée par spectroscopie de pertes d'énergie électronique. En outre, l'analyse précise du changement de l'énergie de plasmon a révélé une diminution progressive de la composition en Al avec l'augmentation de la distance à la BQ. Pour expliquer les phénomènes observés, différents modèles basés sur les données expérimentales ont été élaborés. Nos explications sont fondées sur le principe de minimisation de l'énergie totale des BQs. La variété des formes des BQs de surface est expliquée par la compétition entre l'énergie de surface et l'énergie élastique accumulée dans les BQs. L'augmentation du volume des BQ pendant leur recouvrement est expliqué par le transport de GaN de la couche de mouillage vers la BQ, qui peut aussi être relié à une baisse de l'énergie élastique. Une séparation de phase dans les barrières AlGaN est aussi expliquée par la relaxation de la contrainte introduite par la présence des BQs. Plusieurs voies, basées sur les résultats de cette étude et en vue de l'amélioration des propriétés des dispositifs optoélectroniques sont proposées. Par exemple, la fabrication de BQs sans couche de mouillage est une approche perspective pour augmenter l'efficacité de photoluminescence.
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Forster, Simon. "Nouveau matériau semi-conducteur à large bande interdite à base de carbures ternaires - Enquête sur Al4SiC4." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAI095.
Анотація:
Les matériaux semi-conducteurs à large bande interdite sont capables de résister aux environnements difficiles et de fonctionner dans une large plage de températures. Celles-ci sont idéales pour de nombreuses applications telles que les capteurs, la haute puissance et les radiofréquences.Cependant, des matériaux plus nouveaux sont nécessaires pour atteindre une efficacité énergétique significative dans diverses applications ou pour développer de nouvelles applications destinées à compléter les semi-conducteurs à bande interdite tels que le GaN et le SiC.Dans cette thèse, trois méthodes différentes sont utilisées pour étudier l’un de ces nouveauxmatériaux, carbure d'aluminium et de silicium (Al4SiC4): (1) simulations d'ensemble de Monte Carloafin d'étudier les propriétés de transport d'électrons du nouveau carbure ternaire, (2)études expérimentales pour déterminer ses propriétés matérielles et (3) simulations de dispositifsd'un dispositif à hétérostructure rendu possible par ce carbure ternaire. Toutes ces méthodesinterconnecter les uns avec les autres. Les données de chacun d’eux peuvent alimenter l’autre pour acquérir de nouvelles connaissances.résultats ou affiner les résultats obtenus conduisant ainsi à des propriétés électriques attrayantes telles qu’une bande interdite de 2,78 eV ou une vitesse de dérive maximale de 1,35 × 10 cm s.Ensemble Monte Carlo, développé en interne pour les simulations de Si, Ge, GaAs,AlxGa1-xAs, AlAs et InSb; est adopté pour les simulations du carbure ternaire en ajoutant untransformation de la nouvelle vallée pour tenir compte de la structure hexagonale de Al4SiC4. Nous prédisonsune vitesse maximale de dérive des électrons de 1,35 × 107 cm-1 à un champ électrique de 1400 kVcm-1 et une mobilité maximale des électrons de 82,9 cm V s. Nous avons vu une constante de diffusion de 2,14 cm2s-1 à un champ électrique faible et de 0,25 cm2s-1 à un champ électrique élevé. Enfin nousmontrer que Al4SiC4 a un champ critique de 1831 kVcmOn utilise des cristaux semi-conducteurs qui avaient été cultivés auparavant à l’IMGP, l’un par la croissance en solution et l’autre par la fusion en creuset. Trois expériences différentes sont effectuées sur eux; (1) spectroscopie UV, IR et visuelle, (2) spectroscopie photographique à rayons X, et (3) mesures à deux et à quatre sondes dans lesquelles un contact métallique est formé sur les cristaux. Nous avons trouvé ici une bande interdite de spectroscopie UV, IR et Vis de 2,78 ± 0,02 eV et une couche d’oxyde épaisse sur les échantillons en utilisant du XPS. Malheureusement, les mesures à deux et à quatre sondes n'ont donné aucun résultat autre que le bruit, probablement en raison de l'épaisse couche d'oxyde trouvée sur les échantillons.Dans les simulations de dispositifs, le logiciel commercial Atlas de Silvaco est utilisé pour prédire les performances des dispositifs à hétérostructure, avec des longueurs de grille de 5, 2 et 1 µm, rendues possibles par le carbure ternaire en combinaison avec du SiC. Le transistor à hétérostructure SiC / Al4SiC4 d'une longueur de grille de 5 µm délivre un courant de drain maximal de 1,68 × 10−4 A / µm, qui passe à 2,44 × 10−4 A / µm et à 3,50 × 10−4 A / µm pour des longueurs de grille de 2 µm et 1 µm, respectivement. La tension de claquage de l'appareil est de 59,0 V, ce qui réduit à 31,0 V et à 18,0 V les transistors mis à l'échelle des longueurs de grille de 2 µm et de 1 µm. Le dispositif à longueur de grille réduite de 1 μm bascule plus rapidement en raison de la transconductance supérieure de6,51 × 10−5 S / μm par rapport à une fois par an1,69 × 10−6 S / μm pour le plus grand périphérique.Enfin, une pente inférieure au seuil des dispositifs mis à l'échelle est égale à 197,3 mV / dec, 97,6 mV / dec et 96,1 mV / dec pour des longueurs de grille de 5 µm, 2 µm et 1 µm, respectivementWide bandgap semiconductor materials are able to withstand harsh environments and operate over a wide range of temperatures. These make them ideal for many applications such as sensors, high-power and radio-frequencies to name a few.However, more novel materials are required to achieve significant power efficiency of various applications or to develop new applications to complement current wide bandgap semiconductors such as GaN and SiC.In this dissertation, three different methods are used to study one of these novelmaterials, aluminium silicon carbide (Al4SiC4): (1) ensemble Monte Carlo simulationsin order to study the electron transport properties of the novel ternary carbide, (2)experimental studies to determine its material properties, and (3) device simulationsof a heterostructure device made possible by this ternary carbide. All these methodsinterlink with each other. Data from each of them can feed into the other to acquire newresults or refine obtained results thus leading way to attractive electrical properties such as a bandgap of 2.78 eV or a peak drift velocity of 1.35×10 cm s .Ensemble Monte Carlo toolbox, developed in-house for simulations of Si, Ge, GaAs,AlxGa1−xAs, AlAs, and InSb; is adopted for simulations of the ternary carbide by adding anew valley transformation to account for the hexagonal structure of Al4SiC4. We predicta peak electron drift velocity of 1.35×107 cms−1 at electric field of 1400 kVcm−1 and a maximum electron mobility of 82.9 cm V s . We have seen a diffusion constant of 2.14 cm2s−1 at a low electric field and of 0.25 cm2s−1 at a high electric field. Finally, weshow that Al4SiC4 has a critical field of 1831 kVcmsemiconductor crystals are used that had previously been grown at IMGP, one by solution grown and the other by crucible melt. Three different experiments are performed on them; (1) UV, IR and Vis Spectroscopy, (2) X-ray Photo Spectroscopy, and (3) Two- and four-probe measurements where metal contact are grown on the crystals. Here we have found a bandgap of 2.78 ± 0.02 eV UV, IR and Vis Spectroscopy and a thick oxide layer on the samples using XPS. Unfortunately the Two- and four-probe measurements failed to give any results other than noise, most likely due to the thick oxide layer that was found on the samples.In the device simulations, a commercial software Atlas by Silvaco is utilized to predict performance of heterostructure devices, with gates lengths of 5 μm, 2 μm and 1 μm, made possible by the ternary carbide in a combination with SiC. The 5 μm gate length SiC/Al4SiC4 heterostructure transistor delivers a maximum drain current of 1.68×10−4 A/μm, which increases to 2.44×10−4 A/μm and 3.50×10−4 A/μm for gate lengths of 2 μm and 1 μm, respectively. The device breakdown voltage is 59.0 V which reduces to 31.0 V and to 18.0 V for the scaled 2 μm and the 1 μm gate length transistors. The scaled down 1 μm gate length device switches faster because of the higher transconductance of6.51×10−5 S/μmcomparedtoonly1.69×10−6 S/μmforthelargestdevice.Finally,a sub-threshold slope of the scaled devices is 197.3 mV/dec, 97.6 mV/dec, and 96.1 mV/dec for gate lengths of 5 μm, 2 μm, and 1 μm, respectively
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Chantalat, Régis. "Optimisation d'un réflecteur spatial à couverture cellulaire par l'utilisation d'une antenne à bande interdite électromagnétique multisources." Limoges, 2003. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/37e18543-71c3-4f1f-a746-c37114179db9/blobholder:0/2003LIMO0040.pdf.
Анотація:
Ce mémoire est consacré à l'optimisation d'un réflecteur parabolique à couverture cellulaire par l'utilisation d'une antenne BIP multisources. Les cornets qui sont les structures classiquement disposées à la focale du réflecteur conduisent à des pertes qui sont soit de débordement soit de recoupement entre faisceaux. L'intérêt de l'antenne BIP successivement excitée par une pultitude de sources est de générer sur sa surface des ouvertures rayonnantes de taille suffisante permettant la réduction des pertes par débordement. Ces ouvertures rayonnantes qui sont à l'origine de chacun des faisceaux sont entrelacées afin de conserver une distance centre à centre réduite limitant les pertes par recoupement. L'analyse du fonctionnement et une méthode de conception de l'antenne à cavité BIP ont été décrits au cours de cette thèse. Une nouvelle voie d'alimentation par guide d'onde et le comportement de l'antenne BIP en présence d'une mutitude de sources élémentaires ont également été étudiésThis report is dedicated to the optimization of a multibeam parabolic reflector using a multiffed EBG antenna. The horns which are the structures classically placed in the focal plane of the reflector lead to spill over losses or beam crossover losses. The interest of the EBG antenna successively excited by several feeds is to generate on its surface some radiating apertures which have sufficient size allowing the reduction of the spillover losses. These radiating apertures which are at the origin of each beams are interlaced to keep a reduced center to center distance limiting the beam crossover losses. The functioning analysis and a conception mrthod of the antenna with EBG cavity were described during this thesis. A new way of ffeding by waveguide and the bahavior of the EBG antenna with several elementary sources were also studided
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Biniek, Laure. "Polymères semi-conducteurs à faible largeur de bande interdite : de la synthèse au dispositif photovoltaïque organique." Strasbourg, 2010. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2010/BINIEK_Laure_2010.pdf.
Анотація:
Les performances des cellules photovoltaïques organiques à hétérojonction volumique dépendent fortement des propriétés optoélectroniques du polymère semi-conducteur donneur d’électrons. Dans l’objectif d’améliorer le recouvrement avec le spectre solaire et donc la photogénération des charges, nous avons conçu et étudié toute une nouvelle famille de copolymères à faible bande interdite basés sur l’alternance d’unités thiophènes riches en électrons et 2,1,3-benzothiadiazoles pauvres en électrons. Nous avons également introduit une unité coplanaire, le thiéno[3,2-b]thiophène afin de favoriser un bon transport de charge. Pour faciliter la mise en œuvre des matériaux, nous avons greffé diverses chaînes alkyles solubilisantes sur le squelette conjugué. En faisant varier de façon méthodique un certain nombre de paramètres structuraux (nature et position des chaînes alkyles, longueur du bloc donneur, introduction de motifs plans), nous avons mis en évidence des relations entre la structure chimique et les propriétés optoélectroniques et photovoltaïques. La première partie de ce travail de thèse a consisté à synthétiser les différents monomères en utilisant les outils de la chimie organométallique. Les copolymères ont ensuite été obtenus par polycondensation par couplages organométalliques croisés. Dans la deuxième partie nous avons évalué les relations structures / propriétés à travers des caractérisations électrochimiques, optiques, structurales et de transport de charges. Nous avons finalement élaboré des cellules solaires à base de mélange copolymère: C60-PCBM et corrélé les paramètres physiques aux propriétés optoélectroniques ainsi qu’à la structure des matériauxIn the field of organic photovoltaic, conjugated electron donor polymers with improved optoelectronic properties are highly needed. Therefore, that research work is focused on the design and investigation of a new family of donor-acceptor alternating low band-gap copolymers, using 2,1,3-benzothiadiazole as electron-deficient unit, and thieno[3,2-b]thiophene and alkylthiophenes moieties as electron-rich units. By the inclusion of fused thiophene rings we intend to enhance the hole carrier properties. Various alkyl side-chains are introduced onto different positions along the conjugated backbone in order to reach efficient solubility in common organic solvents and simultaneously allow investigations of structure/properties relationships. We have also studied the effect of conjugation length and planarity on the optoelectronic properties. In the first section we discuss the synthesis methods of the monomers which involve several organic and organometallic reactions. Then, the copolymers have been synthesized by Stille or Suzuki cross coupling polycondensation. In the second part, special focus is devoted on how modifications in the conjugated backbone length and conformation (side chains length and positioning, coplanar units) are affecting the related material properties (electrochemical, UV-vis absorption, microstructure and charge carrier mobility). Finally, we have elaborated bulk heterojunction solar cells based on copolymer:C60-PCBM blend and correlated the OPV device performances with the optoelectronic properties of the polymers
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Denis, Marie-Sandrine. "Contribution à l'étude des matériaux à Bande Interdite Photonique : Application dans le domaine des antennes imprimées." Limoges, 1998. http://www.theses.fr/1998LIMO0057.
Анотація:
Les matériaux à Bande Interdite Photonique (composés d'arrangements périodiques de la constante diélectrique) présentent d'intéressantes propriétés de réflexion dans une large bande de fréquence. L'introduction de défauts (rupture de la périodicité) au sein de tels matériaux conduit à l'apparition de pics de transmission à l'intérieur de la bande interdite. De telles structures peuvent être utilisées comme filtres fréquentiel ou angulaire. Ce mémoire décrit les méthodes de simulation utilisées pour la caractérisation de matériaux à BIP. Puis une étude théorique et expérimentale d'un BIP bidimensionnel diélectrique est effectuée. Les résultats expérimentaux, en parfaite concordance avec les résultats de simulation, permettent de valider les codes de calcul. Différentes applications dans le domaines des antennes imprimées sont ensuite données : 1) Antennes à réflecteur : un matériau BIP, placé sous un dipôle électrique, joue un rôle de plan réflecteur. 2) Antennes imprimées sur substrats BIP : la mise en place de matériau BIP comme substrat d'antennes permet de diminuer le rayonnement à 90°. 3)Antennes imprimées possédant un radôme BIP : la perturbation du rayonnement d'une antenne sous un radôme BIP est mise en évidence. Une antenne fort gain est obtenue en insérant un gap d'air entre l'élément rayonnant et le radôme
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GUENNAN, DRISS. "Emission stimulee et gain optique de semiconducteurs a large bande interdite directe (zns, znse et gan)." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1998. http://www.theses.fr/1998STR13057.
Анотація:
Le travail presente dans cette these a pour objet initial la caracterisation de couches semiconductrices epitaxiees de zns, znse et gan par la mesure de leurs proprietes optiques lineaires au voisinage de leurs resonances excitoniques (mesure des spectres de photoluminescence, de reflection et d'absorption des couches). Leurs proprietes optiques nonlineaires, notamment leurs photoluminescences sous forte excitation lumineuse et leurs spectres d'excitation, ont ete etudiees ensuite. Des processus tels que la recombinaison radiative de molecules excitoniques (zns), des excitons par collisions exciton-exciton, exciton-electron (znse), de plasmas electron-trou (gan) ont ete mis en evidence dans ces conditions d'excitation. Les emissions stimulees observees dans ces couches et les gains optiques correspondants ont ete etudies grace a la methode de shaklee par variation de la longueur de la zone d'excitation, a differentes densites d'excitation et a differentes temperatures. Les mecanismes de gain ont ete determines aux tres basses temperatures. Nous avons montre que, dans zns (30 cm#-#1), l'emission stimulee est surtout due a la recombinaison radiative des molecules excitoniques ; que, dans znse (90 cm#-#1), les collisions exciton-exciton jouent un role important ; que, dans gan (450 cm#-#1), le processus qui intervient est la recombinaison radiative d'un plasma electron-trou ; enfin, que, dans un puits quantique de zncdse/znse place dans une structure grinsch (650 cm#-#1), l'emission stimulee peut etre expliquee par un elargissement inhomogene des transitions excitoniques du aux fluctuations de composition de l'alliage et aux variations aleatoires de l'epaisseur du puits, comme suggere par ding. En conclusion, dans ce travail, nous montrons qu'il est possible de caracteriser des couches semiconductrices par la mesure de leurs proprietes optiques lineaires et nonlineaires. Il contribue ainsi a l'amelioration des methodes de croissance de ces couches minces semiconductrices.
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Martinez, Bertille. "Étude des propriétés optoélectroniques de nanocristaux colloïdaux à faible bande interdite : application à la détection infrarouge." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS254.
Анотація:
Les nanocristaux colloïdaux de semiconducteurs sont des nanomatériaux synthétisés en solution. En deçà d’une certaine taille, ils deviennent confinés : leurs propriétés optiques et électroniques sont alors dépendantes de leur taille. Le développement de ces nanocristaux a atteint une grande maturité dans le visible. L’enjeu est maintenant d’étendre la gamme accessible et d’obtenir des nanocristaux ayant des propriétés dans l’infrarouge. Parmi les candidats, on trouve les nanocristaux de tellure de mercure, HgTe, et de séléniure de mercure, HgSe. L’objectif de ce doctorat est d’approfondir la connaissance des propriétés optoélectroniques et de transport de ces matériaux afin de concevoir un système de détection infrarouge. Pour y parvenir, la structure électronique de ces matériaux est mesurée pour différentes tailles et différents ligands. Nous pouvons alors déterminer les énergies des niveaux électroniques et quantifier le niveau de dopage. Nous montrons que ce dopage dépend de la taille des cristaux, qu’il devient de plus en plus n quand la taille du cristal augmente. Dans le cas de HgSe, cette évolution du dopage avec la taille se traduit par une transition semiconducteur-métal. Le contrôle du dopage est ensuite étudié en fonction de la chimie de surface. En utilisant des effets dipolaires ou des transferts d’électrons via des ligands oxydants, nous montrons une modulation du dopage sur plusieurs ordres de grandeur. Ces études nous permettent de proposer un détecteur infrarouge à base de HgTe, fonctionnant à 2.5 µm, dont la structure permet de convertir les photons absorbés en courant. Nous obtenons une réponse de 20 mA/W et une détectivité de 3 × 10 9 JonesColloidal semiconductor nanocrystals are nanomaterials synthesized in solution. Below a certain size, these nanocrystals acquire quantum confinement properties: their optoelectronic properties depend on the nanoparticle size. In the visible range, colloidal nanocrystals are quite mature. The next objective in this field is to get infrared colloidal nanocrystals. Mercury selenide (HgSe) and mercury telluride (HgTe) are potential candidates. The goal of this PhD work is to strengthen our knowledge on optical, optoelectronic and transport properties of these nanocrystals, in order to design an infrared detector.To do so, we studied the electronic structure of HgSe and HgTe for different sizes and surface chemistries. We can then determine the energies of the electronic levels and the Fermi energy, quantify doping level … We show that the nanocrystal size has an influence on doping level, which gets more and more n-type as the nanocrystal size gets larger. We even observe a semiconductor-metal transition in HgSe nanocrystals as the size is increased. The doping control with surface chemistry is then investigated. By using dipolar effects or oxidizing ligands, we show a doping control over several orders of magnitude. Thanks to these studies, we are able to propose a HgTe based device for detection at 2.5 µm, which structure allows to convert effectively the absorbed photons into an electrical current and to get a high signal over noise ratio. We get a photoresponse of 20 mA/W and a detectivity of 3 × 10 9 Jones
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Schreider, Ludovic. "Antennes à très large bande passante et de très faible épaisseur : application à l'intégration d'antennes dans des structures de porteurs dans la bande 100 MHz-1GHz." Paris, ENST, 2006. http://www.theses.fr/2006ENST0040.
Анотація:
Un des enjeux majeurs dans l intégration de nouveaux systèmes de guerre électronique (GE) dans les avions d armes est notamment la réduction de l encombrement des antennes. En GE, la bande passante des antennes peut être de l ordre de la décade et la fréquence basse peut être voisine de la centaine de MHz, ce qui rend l intégration des antennes difficile voire impossible selon les cas. Les antennes de GE font habituellement appel à des antennes dites « indépendantes de la fréquence » placées au-dessus d une cavité absorbante. La fabrication des matériaux absorbants est à ce jour encore « artisanale » et donc onéreuse. De plus, ces matériaux sont lourds et ils ne présentent pas les mêmes caractéristiques électriques d une fabrication à l autre. Les travaux présentés dans ce manuscrit sont dédiés à la réalisation d antennes à très large bande passante de très faible épaisseur et sans absorbant. Nous avons proposé et validé une nouvelle structure basée sur les matériaux à bandes interdites électromagnétiques (BIE). Le nouveau dispositif permet de remplacer les matériaux absorbants, de réduire l épaisseur des antennes large bande et de réduire les coûts de fabrication grâce à un procédé industriel de fabrication. La nouvelle structure présente contrairement à toutes les autres structures BIE l avantage d être ultra large bande et compacte (de l ordre de 1/100ième de longueur d’onde d épaisseur). Nous avons montré l intérêt d utiliser un tel dispositif pour réduire l’épaisseur et améliorer les performances des antennes planaires de forme et de polarisation quelconqueOne of the major stakes in the integration of new Electronic Warfare (EW) systems into defence carriers is the reduction of the obstruction of antennas. The bandwidth of the antennas which are used in EW applications can be about 10:1 and the lowest frequency can be close to the hundred of MHz, which makes the integration of the antennas very difficult even impossible according to cases. EW antennas are usually placed above an absorbing cavity. The manufacture of absorbing material is today still "handmade" and thus very expensive. Moreover, these materials are heavy and they do not exhibit the same electric characteristics of one manufacture at the other. The work presented in this report is devoted to the realization of wideband antennas with very low thickness and without absorbing material. We proposed and validated a new structure based on Electromagnetic Band Gap substrate. The new structure makes it possible to remove absorbing materials, to reduce the thickness of the antennas and to reduce the manufacturing costs. The new structure has contrary to all other EBG structures the advantage of being ultra broad band and compact (about 1/100th of wavelength thick). We showed the interest to use such a device to reduce the thickness and to improve the performances of the planar antennas of form and unspecified polarization