Author: Jacques Botsoa Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 141
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Le carbure de silicium (SiC) est considéré aujourd’hui comme un matériau semi-conducteur clé dans le développement d’une électronique spécifique à haute température, haute puissance et hautes fréquences. Cependant, dans le domaine de l’optoélectronique, ce matériau n’a généré qu’un intérêt mitigé à cause de la nature indirecte de sa bande interdite qui est responsable d’une faible luminescence à température ambiante. Cependant, à l’instar du silicium, la nanostructuration de ce matériau implique un renforcement considérable de ses propriétés d’émission de lumière. Nous proposons ainsi dans cette thèse de mener une étude des propriétés optiques des nanostructures de SiC. La technique choisie pour élaborer ces nanostructures est l’anodisation électrochimique du SiC cristallin massif qui permet d’obtenir du SiC poreux. Une poudre constituée de nanoparticules de SiC peut être obtenue à partir de ce matériau poreux. Nous avons comparé dans cette étude les nanostructures issues des phases polytypiques 3C et 6H. Nous nous sommes intéressés particulièrement à mettre en évidence des effets de confinement quantique dans la photoluminescence de ces nanostructures. Notre étude a aussi été l’occasion de mettre en relation les informations sur les propriétés électroniques, structurales et chimiques des nanostructures recueillies par des techniques indépendantes et leurs propriétés de photoluminescence. Nous avons finalement mis en avant une application très prometteuse des nanoparticules de SiC dans le cadre du marquage des cellules biologiques
Author: Laurence Latu-Romain Publisher: ISTE Group ISBN: 1784050652 Category : Nanostructures Languages : fr Pages : 113
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Les nanostructures unidimensionnelles (1D) en carbure de silicium (SiC) sont des objets séduisants pour la communauté scientifique du fait de l'association des propriétés du matériau et des basses dimensionnalités. Le carbure de silicium a en effet des propriétés physico-chimiques et électroniques très intéressantes, notamment du fait de sa biocompatibilité. Les nanostructures 1D comme les nanofils et les nanotubes sont remarquables grâce à leur rapport surface sur volume élevé et leurs propriétés parfois exceptionnelles par rapport à celles du matériau massif. Consacré aux nanostructures 1D en SiC, cet ouvrage explicite les propriétés et les différentes méthodes d’élaboration de ces nanostructures. Il détaille la carburation de nanofils de silicium, un procédé de croissance original permettant d’obtenir des nanofils coeur-coquille Si-SiC et des nanotubes SiC de très bonne qualité cristalline, grâce à la maîtrise de l’exo-diffusion du Si. Les possibles applications de ces nanostructures sont également étudiées.
Author: May Choueib Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Ce travail s'inscrit dans le cadre de la caractérisation physique de nanofils (NF) semiconducteurs (SC) qui est un domaine en plein essor ces dernières années. Plus précisément, nous explorons l'émission de champ (EC) de NFs individuels de Carbure de Silicium (SiC) pour leur potentialité comme source d'électrons, mais surtout pour étudier leurs propriétés de transport électrique, optiques et mécaniques.Le rôle important joué par la surface dans ces NFs a été prouvé par des traitements in situ qui ont eu des conséquences radicales sur l'EC dévoilant ainsi des propriétés d'émission propres aux SCs. En particulier, un régime de saturation, en accord avec la théorie d'EC des SCs, associé à une forte dépendance de l'émission à la température et à l'illumination laser a été révélé pour la première fois pour un NF. Ces mesures ouvrent des perspectives importantes tant pour la recherche fondamentale que pour les applications telles que la réalisation de photocathodes et de sources d'électrons pilotées optiquement ou par la température. Les caractéristiques courant-tension-température associées à l'analyse en énergie des électrons émis nous ont permis de déterminer le mécanisme de transport dans ces NFs, qui est limité par le nombre de porteurs dans le volume et contrôlé par les pièges présents dans la bande interdite par l'effet Poole-Frenkel. Finalement, la caractérisation mécanique a révélé des valeurs du facteur de qualité élevé (160000) et du module de Young allant jusqu'à 700GPa. Ces valeurs sont très prometteuses pour l'utilisation de ces NFs dans les systèmes nano-électro-mécaniques et dans les composites.
Author: Mohammed Mansour Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 159
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Le silicium et le germanium sont les deux matériaux semiconducteurs les plus étudiés par le monde scientifique. L’intérêt pour ces matériaux provient de leurs propriétés optiques et électroniques et de leur potentiel d’application en nanotechnologie. En effet, l’intense photoluminescence dans le visible observée sur des nanocristaux de silicium et de germanium ouvre des perspectives d’application en optoelectronique mais également en nanoélectrique où leur capacités à stocker et restituer des charges est très prometteuse. Cependant, les mécanismes physiques responsables de ces nouvelles propriétés optiques et électroniques sont en cours de développement. Dans ce contexte, ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre de l’étude des propriétés optiques des nanocristaux de silicium nc-Si et de germanium nc-Ge par une technique optique non destructive, l’ellipsométrie spectroscopique. Ces nanocristaux, élaborés à l’Institut d’Électronique du Solide et des Systèmes (InESS) à Strasbourg, sont obtenus par implantation ionique et un recuit à haute température. L’objectif de notre étude est de comprendre leur comportement optique à travers la détermination de leur fonction diélectrique complexe dans une large gamme spectrale UV-Visible, les transitions optiques à hautes énergies (Singularités de Van Hove) dans toute la zone de Brillouin ainsi que leur énergie de gap. Nous avons étudié également l’influence des conditions d’élaboration et en particulier la température d’implantation sur les propriétés optiques et structurales des nanocristaux. Des modèles physiques adaptés à chaque échantillon ont été mis au point afin d’extraire la réponse optique de ces nanomatériaux. Les résultats obtenus sont discutés dans le cadre des modèles théoriques basés sur le confinement quantique présentés dans la littérature.
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L'histoire de la micro électronique, qui a débuté avec l'invention du transistor il y a cinquante ans, a montré l'effet bénéfique de la miniaturisation: davantage de transistors fonctionnent à plus hautes fréquences, sont plus fiables et moins onéreux. Toutefois, le passage à la nanoélectronique en tant qu'électronique du futur est un défi aussi bien dans la fabrication que dans le fonctionnement des transistors. Ce travail de thèse propose une étude de synthèse des nanofils et des nanostructures 3D de silicium. D'abord, la croissance des nanofils de silicium par la technique VLS et SLS ont été mises en œuvre. Des fils dont le diamètre est compris entre 15 et 100nm pour une longueur de quelques microns sont obtenus. Nous avons pu avoir un contrôle sur la taille ainsi que sur la position des nanofils en contrôlant le temps, la taille du catalyseur et la température. Ensuite, nous nous somme intéressés à l'étude des propriétés optiques des nanofils. Nous avons montré que ils ont une faible photoluminescence que nous avons réussi à améliorer et à la rendre stable par un traitement à la vapeur d'eau sous haute pression. Enfin, nous avons développé une autre technique de fabrication qui consiste à graver chimiquement une surface de silicium structurée par une lithographie direct, c'est-à-dire sans passer par une étape de résinage. La lithographie directe a été effectuée en utilisant un faisceau d'électrons et également un faisceau d'ion. Quant à la gravure chimique, elle a été réalisée dans des solutions anisotropes, (TMAH et KOH). Cette technique a permis la réalisation de nanofils et des nanostructures 3D de morphologie contrôlee.
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En raison de leurs propriétés nouvelles, les matériaux composites à base de nanocristaux de silicium (nc-Si) contenus dans des matrices siliciées amorphes suscitent un intérêt grandissant pour les nombreuses applications envisagées dans les domaines de l'électronique et du photovoltaïque. La fabrication de ces nanostructures est parfaitement compatible avec les technologies existantes. Toutefois, afin d'être intégrés avec succès dans ces dispositifs, les nc-Si et leur environnement doivent avoir des propriétés maitrisées. Dans ce contexte, le travail de thèse a consisté en l'élaboration et la caractérisation de couches de carbure et nitrure de silicium contenant des nc-Si. Ces deux matrices ont retenu notre attention en raison de leur gap intermédiaire entre la silice et le silicium qui permettrait d'obtenir des propriétés améliorées pour les composants électriques. Deux techniques de fabrication ont été étudiées : la nucléation/croissance de nc-Si sur des couches minces a-SiCx par dépôt chimique en phase vapeur à basse pression (LPCVD), et le dépôt par CVD assisté par plasma pulsé (PPECVD) d'alliages a-SiNx riches en Si, suivi d'un recuit à haute température. Lors de l'interprétation des résultats, une attention particulière a été portée aux effets de surface/interface et au rôle de la matrice sur les propriétés mesurées. Après avoir étudié et maitrisé les conditions de dépôt d'alliages a-SiCx:H par PECVD, nous montrons que la nucléation/croissance de nc-Si sur une surface a-Si0,8C0,2 par LPCVD est favorisée en raison de la concentration en Si élevée de la matrice. Des densités surfaciques de nc-Si supérieures à 1012 cm-2 ont ainsi été atteintes, même pour des temps de dépôt courts ou des débits de silane faibles. Ces premiers résultats indiquent la faisabilité de ce type de structure. Une étude approfondie sur le couple nc-Si/nitrure de silicium a ensuite été menée. Les propriétés structurales, optiques et électriques de couches de nitrure contenant des nc-Si ont été caractérisées à partir d'un large éventail de techniques. Après avoir estimé la taille des nc-Si par spectroscopie Raman, la déconvolution des spectres XPS nous a permis d'expliquer les processus de formation des nc-Si lors du recuit et de proposer un modèle pour décrire la structure des interfaces nc-Si/a-Si3N4. Les propriétés optiques des nc-Si ont ensuite été déterminées par ellipsométrie spectroscopique et spectrophotométrie UV-Vis. L'élargissement du gap, le lissage des constantes diélectriques et l'augmentation du coefficient d'absorption aux faibles énergies avec la diminution de la taille des particules suggèrent un effet de confinement quantique au sein des nc-Si. Des mesures de photoluminescence résolue en temps nous ont permis de conclure que l'utilisation d'une matrice de nitrure est peu appropriée à l'étude de l'émission optique des nc-Si en raison des nombreux défauts radiatifs et non radiatifs présents dans la matrice et aux interfaces. Enfin, les mécanismes de transport des porteurs de charge à travers la couche nanocomposite ont été étudiés à partir de mesures courant-tension. En raison de son caractère percolé, la couche se comporte de façon analogue à une couche de Si polycristallin avec une faible concentration de liaisons pendantes du Si. Un effet de photoconduction attribué aux nc-Si est observé, ce qui offre des perspectives de travail intéressantes.
Author: Mohammed Zaytouni Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 140
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LE BUT DE CE TRAVAIL A ETE LA SYNTHESE ET L'ETUDE DES PROPRIETES MECANIQUES SUPERFICIELLES DES COUCHES MINCES DE CARBURE DE SILICIUM ELABOREES PAR MELANGE IONIQUE DYNAMIQUE. DANS UN PREMIER TEMPS NOUS AVONS EXAMINE L'INFLUENCE DU MELANGE IONIQUE ET DE LA TEMPERATURE DU DEPOT SUR LA MICROSTRUCTURE DES REVETEMENTS DE SIC. DANS UN DEUXIEME TEMPS NOUS AVONS ETUDIE LES PROPRIETES MECANIQUES (USURE, DURETE ET ADHERENCE) D'UNE COUCHE DE 0,5 M D'EPAISSEUR DEPOSEE SUR UN SUBSTRAT DE TA6V. FINALEMENT, NOUS AVONS DEMONTRE LA POSSIBILITE DE FORMATION DE B-SIC A 800C PAR MELANGE IONIQUE DES MULTICOUCHES DE SI/C
Author: Ahmed Mestari Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 276
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L'ELABORATION PAR DEPOT CHIMIQUE EN PHASE VAPEUR DE CERAMIQUES EN COUCHES MINCES DE CARBURE DE SILICIUM ENRICHI EN SILICIUM A ETE REALISEE A PARTIR DE TETRAETHYLSILANE COMME SOURCE UNIQUE DES DIFFERENTS CONSTITUANTS DU DEPOT. SA DECOMPOSITION ENTRE 900 ET 1000C A CONDUIT A DES MATERIAUX DONT LA TENEUR EN SILICIUM EST SUPERIEURE A 60%. POUR ENRICHIR DAVANTAGE EN SILICIUM, DE FAIBLES PRESSIONS PARTIELLES DE SILANE ONT ETE AJOUTEES A CE PRECURSEUR. CES CERAMIQUES SONT DESTINEES A LA PROTECTION CONTRE L'OXYDATION A HAUTE TEMPERATURE DE SUBSTRATS COMPOSITES CARBONE-CARBONE ET CARBONE-CARBURE DE SILICIUM. LA CARACTERISATION DE CE MATERIAU PAR SPECTROSCOPIE INFRA-ROUGE A REVELE DES LIAISONS SILICIUM-CARBONE AINSI QU'UNE MINORITE DE LIAISONS SILICIUM-HYDROGENE QUE L'ON RETROUVE SELON DES CONFIGURATIONS DIHYDRURES ET/OU TRIHYDRURES, CARACTERISTIQUES DE MODES DE SURFACE OU D'INTERFACE CONDUISANT A L'HYPOTHESE D'UNE MICROSTRUCTURE HETEROGENE. CETTE HYPOTHESE A ETE CONFORTEE PAR L'ETUDE DES PROPRIETES OPTIQUES ET PAR L'ANALYSE SPECTROSCOPIQUE DES PHOTOELECTRONS DES RAYONS X (X.P.S.). EN EFFET, L'IDENTIFICATION DE CARBONE LIBRE PAR S.P.S. A CONDUIT A DECRIRE LE MATERIAU SOUS FORME DE MATRICE AMORPHE SIXC1-X DANS LAQUELLE SONT NOYES DES AGREGATS DE CARBONE. CETTE MICROSTRUCTURE EST ILLUSTREE PAR LA FORMULE GENERALE CY(SIZC1-Z)1-Z OU (Y) REPRESENTE LA FRACTION VOLUMIQUE DU CARBONE LIBRE. CES FILMS PRESENTENT UNE RESISTANCE A L'OXYDATION MEDIOCRE MALGRE LEUR BONNE INFILTRATION AU SEIN DES POROSITES RESIDUELLES DES SUBSTRATS COMPOSITES, DUE AUX MICROFISURES TRAVERSANT L'EPAISSEUR DES FILMS. CEPENDANT, LEURS PERFORMANCES S'AMELIORENT SIGNIFICATIVEMENT LORSQUE LA TENEUR EN CARBONE LIBRE DIMINUE ET CELLE EN SILICIUM AUGMENTE, CE QUI A ETE OBTENU PAR L'ADDITION DE FAIBLES PRESSIONS PARTIELLES DE SILANE. DE PLUS, CES FISSURES ONT CONSIDERABLEMENT ETE COLMATEES PAR L'ADOPTION D'UN PROCED
Author: Ingrid Stenger Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 180
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Le but de ce travail est d’étudier les propriétés optiques et morphostructurales de nanoparticules de silicium (np-Si) dans des couches minces de silice, obtenues par recuit thermique de silices sous-stœchiométriques (SiOx 1
Author: Wonbong Choi Publisher: CRC Press ISBN: 1439861889 Category : Science Languages : en Pages : 374
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Since the late 20th century, graphene-a one-atom-thick planar sheet of sp2-bonded carbon atoms densely packed in a honeycomb crystal lattice-has garnered appreciable attention as a potential next-generation electronic material due to its exceptional properties. These properties include high current density, ballistic transport, chemical inertness,
Author: Jacques Botsoa
Author: Laurence Latu-Romain
Author: May Choueib
Author: Mohammed Mansour
Author: Billel Salhi
Author: Jérémy Barbé
Author: Mohammed Zaytouni
Author: Ahmed Mestari
Author: Ingrid Stenger
Author: Wonbong Choi