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Effet De Champ Et Blocage De Coulomb Dans Des Nanostructures De Silicium Elaborees Par Microscopie A Force Atomique
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Book Synopsis Effet de champ et blocage de Coulomb dans des nanostructures de silicium élaborées par microscopie à force atomique by : Irina Stefana Ionica
Download or read book Effet de champ et blocage de Coulomb dans des nanostructures de silicium élaborées par microscopie à force atomique written by Irina Stefana Ionica and published by . This book was released on 2005 with total page 233 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse porte sur l'étude du transport électronique dans des structures de silicium dopé de faible dimensionnalité. Elle s'inscrit notamment dans le contexte de la compréhension du transport mésoscopique et de la miniaturisation des dispositifs MOS. Les nanostructures sont réalisées par oxydation localisée sous la pointe d'un microscope à force atomique (AFM), sur des substrats silicium sur isolant (SOI) ultra-minces. Cette technique a été choisie pour sa souplesse, sa résolution (10nm), l'absence d'effet de proximité. Elle permet d'obtenir des nanostructures de quelques centaines de nm2 de section. Tandis qu'à température ambiante le comportement électronique est semblable à celui d'un dispositif MOS/SOI, à basse température des oscillations de courant se superposent à l'effet de champ, pour dominer le transport en dessous de 70K. Ainsi, le transport électronique est dominé par le blocage de Coulomb, qui se traduit par des oscillations de courant, une loi d'activation en température de la conductance et des structures de type "diamant de Coulomb" dans la carte de courant en fonction des tensions de grille et de drain. Nous associons le blocage de Coulomb dans ces structures aux puits de potentiel créés par la présence de dopants à l'intérieur du nanofil. Pour les faibles dopages les nanofils se comportent comme de chaînes unidimensionnelles d'îlots en série, alors que pour les forts dopages leur comportement se modélise par des chaînes bidimensionnelles. La technique originale de nanofabrication utilisée permet la réalisation de nanostructures de test en vue d'explorer les mécanismes de conduction dans le silicium nanostructuré.
Book Synopsis Théorie du blocage de Coulomb appliquée aux nanostructures semi-conductrices by : Johann Sée
Download or read book Théorie du blocage de Coulomb appliquée aux nanostructures semi-conductrices written by Johann Sée and published by . This book was released on 2003 with total page 360 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans la recherche de solutions innovantes assurant la pérennité de la micro-électronique sur silicium, qui devra faire face, dans quelques années, à des limites, tant technologiques que théoriques, les dispositifs à blocage de Coulomb à semi-conducteur ont su dévoiler des atouts plus que prometteurs. Ainsi, ces composants d'avant-garde, basés sur le caractère quantique de la charge électrique, offrent une alternative possible aux circuits CMOS, tout en restant compatibles avec les technologies actuelles. Parallèlement à leur mise au point, une étude théorique se révèle donc de première importance afin de prédire et comprendre le fonctionnement de ces dispositifs de nouvelle génération. Tel est l'objet de ce mémoire consacré à l'étude des boîtes quantiques en silicium dans le cadre d'une utilisation de type " blocage de Coulomb ". Après un exposé de l'état de l'art, tant théorique qu'expérimental, en matière de composants à blocage de Coulomb, le présent travail se concentre d'abord sur l'étude des boîtes quantiques semi-conductrices (polarisées ou non) entourées d'oxyde en développant une série de modèles visant à décrire leur structure électronique. En particulier, la mise en œuvre d'un modèle unidimensionnel capable de décrire des boîtes quantiques à symétrie sphérique se révéle très avantageux d'un point de vue du temps de calcul. Les limites de l'approximation de la masse effective, clé de voûte des modèles présentés sont, en outre, évaluées à l'aide d'une description moléculaire des nanocristaux de silicium en utilisant la méthode des combinaisons linéaires d'orbitales atomiques. La deuxième partie de ce travail de thèse est plus spécifiquement axée sur le transport des électrons par effet tunnel dans le cadre du blocage de Coulomb. La description des mécanismes de transfert de charges est basée sur le concept d'hamiltonien de transfert tunnel dont l'application au cas des composants à blocage de Coulomb métalliques et semi-conducteurs (plus particulièrement à des structures du type Métal-Isolant-Métal-Isolant-Métal ou Métal-Isolant-Boîte Silicium-Isolant-Métal) a permis la mise au point d'un simulateur reposant uniquement sur la connaissance des paramètres physiques fondamentaux du système. Mots clés: boîte quantique, blocage de Coulomb, dispositifs à un électron, courant tunnel.
Book Synopsis Elaboration et caractérisation physique par microscopies à champ proche de nanostructures semi-conductrices by : Bernard Legrand
Download or read book Elaboration et caractérisation physique par microscopies à champ proche de nanostructures semi-conductrices written by Bernard Legrand and published by . This book was released on 2000 with total page 34 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans un premier temps, le microscope a force atomique (afm) a ete mis en uvre pour fabriquer des nanofils de silicium isoles du substrat. Apres avoir developpe une technique originale utilisant des impulsions de tension pour realiser l'etape de lithographie par oxydation locale d'une surface de silicium par afm, nous presentons les procedes technologiques permettant de graver les structures et de realiser les contacts electriques. Des fils de silicium dont la largeur est inferieure a 15 nm pour une hauteur comprise entre 5 et 20 nm sont obtenus. Ces nanofils de silicium sont caracterises du point de vue electrique par des mesures courant-tension. Nous notons que ce type de structure est tres sensible aux defauts d'interface et a la qualite des surfaces. Ce travail ouvre la voie a la detection infrarouge par des composants tout silicium. Dans un second temps, nous nous sommes interesses a l'etude de systemes autoorganises.
Book Synopsis Propriétés de transport de microstructures et nanostructures de silicium by : Nabil Rochdi
Download or read book Propriétés de transport de microstructures et nanostructures de silicium written by Nabil Rochdi and published by . This book was released on 2007 with total page 162 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L’étude porte sur le transport, électronique et de spin, dans des microstructures et nanostructures à base de silicium, le matériau phare de l’industrie microélectronique. Nous avons étudié un procédé de lithographie assistée par microscope à force atomique (AFM) pour fabriquer des nanofils sub-100-nm ultraminces (8 à 15 nm) de silicium, connectés à une structure de test sur silicium sur isolant (SOI). Les mesures électriques ont mis en évidence le comportement de transistor à effet de champ (FET) des nanocircuits. Le piégeage des électrons aux défauts d’interfaces et de l’oxyde, est la cause de la déplétion cumulative des fils ultraminces au cours des mesures successives I(V). Le dépiégeage peut être contrôlé par application d’une tension sur la grille du nanofil. Les fils ont ainsi révélé un effet mémoire (écriture/lecture par piégeage/dépiégeage sous tension de grille positive/négative). Nous avons par ailleurs étudié le transport du spin dans un canal de silicium. L’étude théorique a souligné la possibilité d’utiliser un faible champ magnétique pour manipuler le spin en obtenant des longueurs de précession et de diffusion de spin micrométriques, compatibles avec la technologie actuelle. L’injection et la collecte électriques ont été réalisées dans un dispositif mémoire magnétique intégrée sur silicium (MEMIS), similaire à un SpinFET. Néanmoins, la qualité des jonctions hybrides métal ferromagnétique/isolant/silicium (FMIS) conditionnent l’efficacité d’injection et de collecte du spin et de l’effet de magnétorésistance ; dans ce sens, nous avons exploré quelques techniques d’élaboration de jonctions Co/AlO/Si et Co/MgO/Si avec des oxydes minces de l’ordre du nanomètre. Nous avons obtenu des jonctions FMIS avec une injection électrique par tunnel direct, ce qui présente une piste prometteuse pour l’injection cohérente du spin. Nous avons également caractérisé des jonctions redresseur semiconducteur ferromagnétique /semiconducteur (MSS) du type Ge3Mn5/Ge qui se sont avérées très intéressantes pour l’injection du spin.
Book Synopsis Étude de Propriétés Électroniques de Nanostructures Par Microscopie À Force Atomique Sous Ultra-vide by : Łukasz Borowik
Download or read book Étude de Propriétés Électroniques de Nanostructures Par Microscopie À Force Atomique Sous Ultra-vide written by Łukasz Borowik and published by . This book was released on 2009 with total page 138 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse est consacrée à l'étude des propriétés électroniques de nanostructures par microscopie à force atomique (AFM) en ultra-vide. La première partie de ce travail a consisté à caractériser localement des nanofils de silicium et germanium par technique d'AFM conducteur. Les expériences de conduction locale sur nanofils inclinés montrent que la conduction des nanofils intrinsèques est dominée par un transport en surface, associé à la présence de résidus catalytiques métalliques. Cette conduction peut être partiellement supprimée (par désoxydation) ou exaltée (par traitement thermique). Une caractérisation qualitative du dopage de ces nanostructures est présentée, par technique de microscopie à sonde de Kelvin. La deuxième partie de la thèse a consisté à étudier le transfert de charges et les propriétés d'ionisation de nanocristaux de silicium passivés hydrogène, dopés de type n (P) ou p (B), fabriqués par dépôt plasma. L'analyse des images de microscopie à sonde de Kelvin en modulation d'amplitude sous ultra-vide montre que le transfert de charges des nanocristaux de silicium correspond à un mécanisme de compensation d'énergie, exalté par le confinement quantique. Les résultats expérimentaux fournissent une mesure de l'ouverture de la bande interdite des nanocristaux due au confinement quantique, dans la gamme 2-50nm, en accord quantitatif avec des calculs en liaisons fortes. Ils mettent en avant la possibilité d'utiliser des nanocristaux dopés comme sources d'électrons pour réaliser un dopage sélectif contrôlé de nanostructures ou nanodispositifs, avec des densités dans les gammes de 2x10 11-10 14 cm-2 ou 8x10 5-2x10 7 cm-1.
Book Synopsis Fonctionnalisation et structuration par microscopie à force atomique (AFM) de surfaces de silicium hydrogéné by : Cyril Herrier
Download or read book Fonctionnalisation et structuration par microscopie à force atomique (AFM) de surfaces de silicium hydrogéné written by Cyril Herrier and published by . This book was released on 2011 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le greffage covalent de monocouches organiques à la surface du silicium permet de contrôler ses propriétés électroniques. Un des challenges des nanotechnologies est de construire des assemblages ordonnés de nano-objets pour positionner et orienter précisément les éléments actifs des futurs dispositifs. Parmi les techniques de lithographie à l’échelle nanométrique, l’utilisation de microscopes à sonde locale est une méthode très versatile pour l’élaboration de nanostructures superficielles. Ces travaux présentent l’utilisation du microscope à force atomique comme un outil de structuration de surface et plus précisément, l’oxydation anodique locale avec une pointe AFM conductrice de surfaces de silicium précédemment passivé par une monocouche organique dense et organisée. L’oxyde de silicium généré est ensuite dissout par trempage dans de l’acide fluorhydrique dilué. Les surfaces obtenues possèdent alors des sites de silicium hydrogéné potentiellement réactifs entourés d’une matrice organique isolante. Ensuite, nous présentons les résultats de dépôt sélectif de particules d’or dans ces structures réactives. De part la différence de potentiel d’oxydoréduction, le sel d’or se réduit spontanément à la surface du silicium. Il serait aussi possible d’utiliser la chimie du silicium pour fonctionnaliser directement les structures de silicium hydrogéné. La dernière partie de cette thèse rapporte l’étude d’immobilisation d’unités électroactives (ferrocènes) et de nano-objets (clusters métalliques et nanotubes de carbone) sur des surfaces de silicium homogènes et structurées.
Book Synopsis Nanocircuits en silicium sur isolant élaborés par microscopie à force atomique by : Nicolas Clément (directeur de thèse).)
Download or read book Nanocircuits en silicium sur isolant élaborés par microscopie à force atomique written by Nicolas Clément (directeur de thèse).) and published by . This book was released on 2003 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Etude de l'interaction de Van der Waals en microscopie à force atomique. Simulation numérique d'images de nanostructures et effet de la nature chimique des matériaux by : Françoise Touhari
Download or read book Etude de l'interaction de Van der Waals en microscopie à force atomique. Simulation numérique d'images de nanostructures et effet de la nature chimique des matériaux written by Françoise Touhari and published by . This book was released on 1998 with total page 167 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CETTE THESE PRESENTE UNE METHODE NUMERIQUE PERMETTANT DE MODELISER L'INTERACTION DE VAN DER WAALS ENTRE LA POINTE D'UN MICROSCOPE A FORCE ATOMIQUE (AFM) ET UNE SURFACE COMPORTANT DES NANOSTRUCTURES. LE MODELE DEVELOPPE PERMET NON SEULEMENT DE PRENDRE EN COMPTE LA GEOMETRIE REELLE DE LA POINTE MAIS AUSSI DE SIMULER DES IMAGES D'OBJETS NANOMETRIQUES. NOUS NOUS SOMMES INTERESSES A DEUX MODES DE FONCTIONNEMENT DU MICROSCOPE : LE MODE NON-CONTACT DIT A HAUTEUR CONSTANTE ET CELUI DIT A GRADIENT DE FORCE CONSTANT. DANS CE MODELE, LA POINTE - SUPPOSEE PYRAMIDALE - AINSI QUE LES OBJETS SONT REPRESENTES PAR DES EMPILEMENTS DE CUBES DE DIMENSIONS NANOMETRIQUES. EN NOUS BASANT SUR L'HYPOTHESE D'ADDITIVITE PAR PAIRES APPLIQUEE AUX FORCES DE VAN DER WAALS, NOUS UTILISONS LE POTENTIEL DE LENNARD-JONES POUR CALCULER LES INTERACTIONS POINTE-SURFACE ET POINTE-OBJET. NOTRE ETUDE EST EN ACCORD AVEC DES RESULTATS EXPERIMENTAUX PUBLIES DANS LA LITTERATURE PORTANT SUR L'EFFET DE LA GEOMETRIE DE LA POINTE OU ENCORE CELUI DE LA DISTANCE POINTE-SURFACE. L'ORIGINALITE DE CE TRAVAIL RESIDE DANS LA MISE EN EVIDENCE PAR UNE SIMULATION NUMERIQUE DU CONTRASTE CHIMIQUE VISIBLE LORSQUE L'ON REALISE L'IMAGE AFM DE DEUX ZONES PRESENTANT DES NATURES CHIMIQUES DIFFERENTES. CE PHENOMENE EST LIE A LA NATURE MEME DES FORCES DE VAN DER WAALS, FORCES QUI DEPENDENT DES CONSTANTES DIELECTRIQUES DES MATERIAUX EN INTERACTION. NOUS MONTRONS AINSI QUE L'INTERPRETATION DES IMAGES NON-CONTACT EST RENDUE DIFFICILE PAR LA COMBINAISON DES EFFETS GEOMETRIQUES ET CHIMIQUES.
Book Synopsis Effets d'exaltations par des nanostructures métalliques by : Nicolas Marquestaut
Download or read book Effets d'exaltations par des nanostructures métalliques written by Nicolas Marquestaut and published by . This book was released on 2009 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ces travaux de thèse portent sur les phénomènes d'amplification du signal de diffusion Raman par effet de surface et par effet de pointe. Des réseaux de motifs métalliques de taille nanométrique arrangés spatialement ont été fabriqués par la méthode de transfert Langmuir-Blodgett et par lithographie à faisceau d'électrons. De telles structures de géométries contrôlées déposées à la surface de lamelles de microscope ont été développées afin d'amplifier le signal Raman de molécules adsorbées par effet SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy). Ces nanostructures triangulaires en or de taille proche de la longueur d'onde ont des bandes de résonance plasmon dans le domaine spectral visible. En utilisant une source de laser appropriée dans ce domaine spectral, les facteurs d'amplification Raman d'une couche mono-moléculaire d'un dérivé azobenzène sont de plusieurs ordres de grandeur, et ce pour les deux techniques de nano-lithographie employées. Afin de compléter ces premiers résultats, des réseaux de fils d'or avec de grands facteurs de forme ont été fabriqués. Ces derniers montrent des résonances plasmons multipolaires et des facteurs d'amplification de l'ordre de 105. Les techniques de microscopie en champ proche ont également été développées afin de localiser précisément l'exaltation Raman et d'accroitre la résolution spatiale de mesures Raman. Des pointes métalliques en or de taille nanométrique ont ainsi permis d'amplifier localement le signal de diffusion de molécules placées à leur proximité par effet TERS (Tip Enhanced Raman Spectroscopy). Les développements logiciels et mécaniques entre un microscope confocal Raman et un microscope à force atomique ont été implémentés afin de contrôler simultanément les deux instruments. Ce montage expérimental a été appliqué à l'étude de nanofils semi-conducteurs de nitrure de gallium permettant de suivre leur signal vibrationnel avec une résolution spatiale inférieure à 200 nm.
Book Synopsis Physical Properties of Amorphous Materials by : David Adler
Download or read book Physical Properties of Amorphous Materials written by David Adler and published by Springer Science & Business Media. This book was released on 2013-06-29 with total page 448 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The Institute for Amorphous Studies was founded in 1982 as the international center for the investigation of amorphous mate rials. It has since played an important role in promoting the und er standing of disordered matter in general. An Institute lecture series on "Fundamentals of Amorphous Materials and Devices" was held during 1982-83 with distinguished speakers from universities and industry. These events were free and open to the public ,and were attended by many representatives of the scientific community. The lectures themselves were highly successful inasmuch as they provided not only formal instruction but also an opportunity for vigorous and stimulating debate. That last element could not be captured within the pages of a book I but the lectures concentrated on the latest advances in the field I which is why their essential contents are he re reproduced in collective form. Together they constitute an interdisciplinary status report of the field. The speakers brought many different viewpoints and a variety of back ground experiences io bear on the problems involved I but though language and conventions vary I the essential unity of the concerns is very clear I as indeed are the ultimate benefits of the many-sided approach.
