Etudes des propriétés optiques de chalcogénures en couches minces pour la photo-inscription super-résolue par processus non-linéaires PDF Download
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Author: Charles Moisset Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 0
Book Description
De nos jours, la nano-structuration par voie laser représente un enjeu important pour les dispositifs à forte intégration. Un moyen pour améliorer la résolution lors de la structuration par laser est d'utiliser les effets optiques non-linéaires, en particulier l'absorption saturable. Cette thèse détaille le développement d'un masque de super-résolution en chalcogénure (Sb2Te3) pour la structuration à une échelle sub-micrométrique. Afin d'obtenir la super-résolution, une couche mince de Sb2Te3 est déposée sur une couche mince d'inscription. Un contrôle de la cristallisation par XRD des couches minces de Sb2Te3 après recuit classique et laser du chalcogénure, a permis d'obtenir une réponse optique non-linéaire optimale. La technique Z-scan, développée pour l'étude, a permis la quantification des propriétés optiques non-linéaires du matériau d'étude en régime fs et ns, dans le VIS et l'IR. Deux modèles ont été utilisés pour déterminer les paramètres optiques non-linéaires. L'efficacité du masque, pour la super-résolution a été caractérisée sous irradiation femtoseconde. Deux régimes de modification ont été mis en évidence, l'un réversible et l'autre non réversible, donnant respectivement une réduction de la taille du faisceau de l'ordre de 25% et 35%. La structure de l'empilement Sb2Te3/couche d'inscription, impose des mesures de tenue au flux laser des matériaux, afin de s'assurer de leurs compatibilités. Enfin un banc d'inscription laser directe a été développé, des premiers résultats sans masque, ont été obtenus. Nos estimations basées sur les résultats de la thèse, permettent d'envisager des tailles d'inscription inférieures à 50 nm avec le masque, sous irradiation UV.
Author: Charles Moisset Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 0
Book Description
De nos jours, la nano-structuration par voie laser représente un enjeu important pour les dispositifs à forte intégration. Un moyen pour améliorer la résolution lors de la structuration par laser est d'utiliser les effets optiques non-linéaires, en particulier l'absorption saturable. Cette thèse détaille le développement d'un masque de super-résolution en chalcogénure (Sb2Te3) pour la structuration à une échelle sub-micrométrique. Afin d'obtenir la super-résolution, une couche mince de Sb2Te3 est déposée sur une couche mince d'inscription. Un contrôle de la cristallisation par XRD des couches minces de Sb2Te3 après recuit classique et laser du chalcogénure, a permis d'obtenir une réponse optique non-linéaire optimale. La technique Z-scan, développée pour l'étude, a permis la quantification des propriétés optiques non-linéaires du matériau d'étude en régime fs et ns, dans le VIS et l'IR. Deux modèles ont été utilisés pour déterminer les paramètres optiques non-linéaires. L'efficacité du masque, pour la super-résolution a été caractérisée sous irradiation femtoseconde. Deux régimes de modification ont été mis en évidence, l'un réversible et l'autre non réversible, donnant respectivement une réduction de la taille du faisceau de l'ordre de 25% et 35%. La structure de l'empilement Sb2Te3/couche d'inscription, impose des mesures de tenue au flux laser des matériaux, afin de s'assurer de leurs compatibilités. Enfin un banc d'inscription laser directe a été développé, des premiers résultats sans masque, ont été obtenus. Nos estimations basées sur les résultats de la thèse, permettent d'envisager des tailles d'inscription inférieures à 50 nm avec le masque, sous irradiation UV.
Book Description
Dans ce projet nous avons étudié le phénomène photo-induit dans les couches minces de chalcogénures à base d'arsenic (As) dopé au cuivre (Cu). Les échantillons ont été préparés sous forme de couches minces par la méthode de co-évaporation. En raison du fait que les effets photo-induits dans les chalcogénures amorphes dépendent de l'énergie des photons, nous avons employé un laser argon pour irradier ces couches minces à une énergie en-dessous (1.5 eV), près (2.4 et 2.5 eV), et au-dessus (5 eV) de la bande interdite de ces derniers. D'autres variables d'exposition contrôlables telles que la densité de puissance et le temps d'exposition ont également été étudiées. Il est bien connu que l'un des changements photo-induits dans les matériaux de chalcogénures basés sur l'arsenic par exposition à une lumière proche de la bande interdite résulte en un déplacement de la bande interdite vers de plus grandes longueurs d'onde, c'est-à-dire un photodarkening (PD). Cependant l'observation de Liu [1] montre que la présence de 1% Cu dans le verre As2S3 supprime le PD, il reste un manque d'étude détaillée concernant l'influence de différentes conditions expérimentales sur la structure, et les propriétés optiques des verres à base d'arsenic dopés avec le cuivre. Dans le présent travail, nous avons étudié l'effet de l'addition du cuivre sur les phénomènes photo-induits dans le système Cux(As20S80)100−x. Les changements photo-induits tels sur les propriétés optiques et structurales des couches minces ont été étudiés après exposition des couches à différentes longueur d'onde et temps d`irradiation (0-90 min). La morphologie de la surface après exposition a été examinée au microscope électronique à balayage (SEM). Les compositions chimiques mesurées par analyse d'énergie dispersive (EDX) indiquent une augmentation des atomes d'oxygène dans la région exposée. Les mesures Raman des échantillons avant et après irradiation fournissent une preuve des changements structurels induits par la lumière: une diminution des unités pyramidales AsS3/2 et la formation de la liaison Cu-S. La formation d'arsénosulfure de cuivre (Cu3AsS4) et de As2O3 a également été confirmée lorsque la densité de puissance de l'exposition augmente.
Author: Antoine Bourgade Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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L'objectif de cette thèse était de de montrer que des couches minces à base de verres de chalcogénures de qualité optique peuvent être fabriquées par évaporation par canons à électrons. En particulier, une étude détaillée des couches d'As2S3 pour la réalisation de filtres optiques multicouches a été réalisée. Ces couches présentent des propriétés de photosensibilité et il a été montré que ces variations photo-induites d'épaisseur optique pouvaient être soit positive (+4%) soit négative (-2%). Nous avons montré qu'avec bicouches Ag / As2S3 il était possible, par phénomènes photo-induits, de contrôler l'amplitude locale transmise. Nous avons ensuite montré que ces couches de chalcogénures étaient compatibles avec la fabrication de filtres optiques interférentiels passe-bande du type Fabry-Perot simple et multi-cavités et que l'emploi de couches de verres de chalcogénures permet non seulement la fabrication d'empilement complexes à performances spectrales similaires à celles obtenues avec des matériaux classiques mais également d'améliorer ces performances en réalisant une correction a posteriori des variations des propriétés optiques de par la surface du composant afin de produire des composants à trés grande uniformité. Enfin, nous avons montré que l'emploi de couches de verres de chalcogénures offrait une nouvelle approche pour la réalisation d'éléments diffractifs optiques de volume. Pour ce faire, nous avons développé une technique d'inscription photo-induite spatialement résolue pour la réalisation d'éléments optiques diffractifs de volume.
Author: Adam Fuchs Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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Des couches minces adhérentes d’As-S, d’As-Se et de Ge-As-Se dopées erbium ont été obtenues par pulvérisation cathodique RF. Une étude morphologique a montré la présence de structures homogènes pour les couches d’As-S et d’As-Se, et des structures colonnaires pour les couches de Ge-As-Se. La photoluminescence (PL) à 1,55 μm a été détectée dans le volume sur toutes les compositions. La PL a été aussi observée en configuration guidée pour des couches d’As-S. La fabrication de guides d’onde canaux et de réseaux de diffraction a été entreprise par photo-dopage à l’argent. La gravure humide a été également utilisée pour fabriquer des guides canaux. Un confinement de la lumière à 1,55 μm a été observé.
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L'ETUDE CONCERNE LA MISE EN UVRE DE PROCESSUS D'INTERACTION TOUT-OPTIQUE EN VUE DE L'ORIENTATION DE MATERIAUX ORGANIQUES. ON MONTRE QUE LA SUPERPOSITION COHERENTE DE DEUX FAISCEAUX OPTIQUES A FREQUENCES FONDAMENTALE ET SECOND HARMONIQUE PERMET DE BRISER LA CENTROSYMETRIE INITIALE D'UN MATERIAU. LA SOURCE EST UN LASER NEODYME-YAG DELIVRANT DES IMPULSIONS DE 25 PS A 1064 NM. LE SECOND HARMONIQUE EST OBTENU PAR DOUBLAGE DE FREQUENCE A TRAVERS UN CRISTAL DE KDP. L'ETUDE DE LA DYNAMIQUE PICOSECONDE DES EFFETS DE NON-CENTROSYMETRIE PHOTOINDUITE PERMET DE DETERMINER L'ORIGINE MICROSCOPIQUE DES EFFETS. CEUX-CI SONT DUS A UNE EXCITATION POLAIRE SELECTIVE DES MOLECULES FAISANT INTERVENIR DES PROCESSUS CROISES D'ABSORPTION A UN ET DEUX PHOTONS. LES ETUDES, REALISEES EN SOLUTION, PORTENT PLUS PARTICULIEREMENT SUR UN COLORANT AZOIQUE, LE DISPERSE RED 1 (DR1). LA CONFIGURATION EXPERIMENTALE UTILISEE EST UNE CONFIGURATION PARTICULIERE DE CONJUGAISON DE PHASE FONDEE SUR DES INTERACTIONS A SIX ONDES. ON DEMONTRE EGALEMENT LA POSSIBILITE D'INDUIRE DES NON-LINEARITES DU SECOND ORDRE QUASI-PERMANENTES DANS DES MATRICES POLYMERES GREFFEES OU DOPEES PAR LES MOLECULES DE DR1. LA METHODE DE POLARISATION TOUT-OPTIQUE CONSISTE EN UN PROCESSUS DE TYPE ECRITURE/LECTURE. L'ORIENTATION PERMANENTE DES MOLECULES S'EFFECTUE PAR DES PROCESSUS DE PHOTOISOMERISATION. IL EN RESULTE UNE AUTO-ORGANISATION SPATIALEMENT PERIODIQUE DES MOLECULES AVEC UN PAS QUI EST EXACTEMENT LE PAS NECESSAIRE A L'ACCORD DE PHASE POUR LE DOUBLAGE DE FREQUENCE. LES PARAMETRES IMPORTANTS PERMETTANT UNE POLARISATION EFFICACE DU MATERIAU SONT IDENTIFIES. UNE MODELISATION THEORIQUE DES DIFFERENTS PHENOMENES OBSERVES EST PROPOSEE. LA DERNIERE PARTIE DE L'EXPOSE EST CONSACREE A UNE ETUDE ELARGIE DES POTENTIALITES OFFERTES PAR CETTE TECHNIQUE D'HOLOGRAPHIE BIFREQUENCE: ORIENTATION DE MOLECULES OCTUPOLAIRES, POLARISATION DE MATERIAUX ENTIEREMENT TRANSPARENTS DANS LE VISIBLE. ON MONTRE EGALEMENT QUE LES NOUVELLES METHODES DEVELOPPEES DANS LE CADRE DE CETTE ETUDE PEUVENT ETRE UTILISEES POUR LA SPECTROSCOPIE NON LINEAIRE
Author: Charles Moisset
Author: Charles Moisset
Author: Aouatif Qasmi
Author: Antoine Bourgade
Author: Adam Fuchs
Author: Ricra Kofman
Author: Céline Fiorini