Elaboration et caractérisation optique des couches minces de ZnO dopé ou Co-dopé obtenues par méthode sol-gel / Maache,Ahmed  

Public ISBD Titre : Elaboration et caractérisation optique des couches minces de ZnO dopé ou Co-dopé obtenues par méthode sol-gel Type de document : texte imprimé Auteurs : Maache,Ahmed, Auteur ; A Chergui, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2020 Importance : 1 vol (112 f .) Format : 29 cm Langues : Français (fre) Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : ZnO Dopage Immersion Index. décimale : 530 - Physique Résumé : Le but de ce travail est l’élaboration des couches minces du ZnO purs et dopées ( 1-5) % au Lanthane (La) sur des substrats en verre, par la technique d’immersion (dip coating) d’une part, et l’étude de l’effet de nombre d’immersions ainsi que l’effet de dopage sur les propriétés : structurales, morphologiques, électriques et optiques des couches élaborées. D’abord, la caractérisation (DRX) des couches pures montre qu’ils sont poly cristallines, de structure wurtzite Hexagonale, dont les couches épaisses montrent les meilleures textures suivant l’axe (002). Ensuite, les spectres Raman ont confirmé les bons résultats de DRX, tandis que les spectres UV-visible montrent une bonne transparence (85% - 95%) dans le visible avec un gap optique entre 3.233 eV et 3.259 eV. Mais pour les couches dopées, les diffractogrammes (DRX) ont montrés une structure hexagonale, des grains orientés préférentiellement suivant la direction (002), et soumises à des contraintes considérables de compression (jusqu’à -3.65 GPa) sert à réduire leurs tailles cristallines (de 15.47 nm à 9.01 nm). Cependant, les images (MEB) révèlent que les couches sont composées d’un réseau de rides dues aux contraintes résultantes, sous forme des micro-tiges reparties sur leurs surfaces. Leurs densités augmentent mais leurs diamètres diminuent. Les images (AFM) ont confirment les résultats de DRX, elles montrent une croissance verticale et préférentielle des grains suivant la direction (002), aussi que les couches de ZnO pure sont constituées des grains répartis dans une structure mixte ondulée, contenant des vallées et des crêtes, avec une valeur RMS entre 6.37 nm et 0.539 nm. Mais l’analyse (UV-visible) des couches préparées, montre une grande transparence (85%-98%) dans le visible avec un gap optique altéré (de 3.212 eV a 3.246 eV).les mesures électriques exorbitent un caractère résistif, due de la collision des électrons dans les joints de grains. A cause des excellentes propriétés des films synthétisées : la mono-orientation (002), taille réduite des cristallites et la haute transparence, elles peuvent utilisées comme : fenêtre optique dans les cellules voltaïques, des substrats polarisateurs pour applications photo-catalytiques, capteur de gaz, extraction des métaux lourds (dépollution des eaux) ou dans des applications antibactériennes Côte titre : DPH/0239 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1jEfRrY4iobQS1CFpXvzDrUdSzIl7WerR/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : pdf Elaboration et caractérisation optique des couches minces de ZnO dopé ou Co-dopé obtenues par méthode sol-gel [texte imprimé] / Maache,Ahmed, Auteur ; A Chergui, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2020 . - 1 vol (112 f .) ; 29 cm. Langues : Français (fre) Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : ZnO Dopage Immersion Index. décimale : 530 - Physique Résumé : Le but de ce travail est l’élaboration des couches minces du ZnO purs et dopées ( 1-5) % au Lanthane (La) sur des substrats en verre, par la technique d’immersion (dip coating) d’une part, et l’étude de l’effet de nombre d’immersions ainsi que l’effet de dopage sur les propriétés : structurales, morphologiques, électriques et optiques des couches élaborées. D’abord, la caractérisation (DRX) des couches pures montre qu’ils sont poly cristallines, de structure wurtzite Hexagonale, dont les couches épaisses montrent les meilleures textures suivant l’axe (002). Ensuite, les spectres Raman ont confirmé les bons résultats de DRX, tandis que les spectres UV-visible montrent une bonne transparence (85% - 95%) dans le visible avec un gap optique entre 3.233 eV et 3.259 eV. Mais pour les couches dopées, les diffractogrammes (DRX) ont montrés une structure hexagonale, des grains orientés préférentiellement suivant la direction (002), et soumises à des contraintes considérables de compression (jusqu’à -3.65 GPa) sert à réduire leurs tailles cristallines (de 15.47 nm à 9.01 nm). Cependant, les images (MEB) révèlent que les couches sont composées d’un réseau de rides dues aux contraintes résultantes, sous forme des micro-tiges reparties sur leurs surfaces. Leurs densités augmentent mais leurs diamètres diminuent. Les images (AFM) ont confirment les résultats de DRX, elles montrent une croissance verticale et préférentielle des grains suivant la direction (002), aussi que les couches de ZnO pure sont constituées des grains répartis dans une structure mixte ondulée, contenant des vallées et des crêtes, avec une valeur RMS entre 6.37 nm et 0.539 nm. Mais l’analyse (UV-visible) des couches préparées, montre une grande transparence (85%-98%) dans le visible avec un gap optique altéré (de 3.212 eV a 3.246 eV).les mesures électriques exorbitent un caractère résistif, due de la collision des électrons dans les joints de grains. A cause des excellentes propriétés des films synthétisées : la mono-orientation (002), taille réduite des cristallites et la haute transparence, elles peuvent utilisées comme : fenêtre optique dans les cellules voltaïques, des substrats polarisateurs pour applications photo-catalytiques, capteur de gaz, extraction des métaux lourds (dépollution des eaux) ou dans des applications antibactériennes Côte titre : DPH/0239 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1jEfRrY4iobQS1CFpXvzDrUdSzIl7WerR/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : pdf

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Etude et modélisation d’un micro-résonateur , Résonateur micro bande en anneau, pour la caractérisation de ferrites en hyperfréquences / Amel Tanto  

Public ISBD Titre : Etude et modélisation d’un micro-résonateur , Résonateur micro bande en anneau, pour la caractérisation de ferrites en hyperfréquences Type de document : texte imprimé Auteurs : Amel Tanto, Auteur ; A Chergui, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2016 Importance : 1 vol. (120 f.) Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Micro-résonateur Résonateur micro bande en anneau Caractérisation de ferrites : hyperfréquences Résumé : L’anneau résonateur micro bande (msrr) est un outil très efficace pour la détermination des propriétés des diélectriques à des fréquences assez élevée [1], il a l’avantage de présenter une réponse fréquentiel périodique qui peut être exploité pour la détermination de la permittivité électriques des diélectriques à des hautes fréquences [2, 3], notre travail consiste à appliquer le (msrr) sur des matériaux ferrimagnétiques. L’étude consiste à modéliser le (msrr) sur ferrite saturé (application sur YIG) puis l’utilisation d’ANSOFT HFSS pour simuler le modèle théorique, les prototypes optimisés par simulation ont été réalisés au labo LT2C de Saint-Etienne France pour valider le modèle théorique. Les résultats de modèle théorique en bon accord avec ceux de la simulation et avec les résultats expérimentaux, nous en permet de calculer la permittivité effective, et la permittivité électrique du YIG j’jusqu’au 30GHZ. Note de contenu : TABLE DE MATIERE Introduction générale .................................................................................................................. 1 CHAPITRE I : MATERIAUX MAGNETIQUES EN HYPERFREQUENCES......................................................... Introduction ............................................................................................................................ 4 I.1 Matériaux magnétiques ................................................................................................... 4 I.2 Différents classes de matériaux magnétiques ................................................................ 6 I.2.1 Diamagnétisme .......................................................................................................... 6 I.2.2 Paramagnétisme ........................................................................................................ 6 I.2.3 Ferromagnétisme ...................................................................................................... 7 I 2.4 Antiferromagnétisme ................................................................................................ 8 I.2.5 Ferrimagnétisme ....................................................................................................... 8 I.3 LES FERRITES ............................................................................................................. 9 I.3.1 Différents classes de ferrites ................................................................................... 10 I.3.2 Propriétés générales des ferrites ............................................................................. 11 I.3.3 Propriétés des ferrites dans le domaine des micro-ondes ........................................ 11 I.4 Principe d’aimantation du ferrite .................................................................................... 15 I.4.1 Domaines de Weiss et parois de Bloch ................................................................... 15 I.4.2 Courbe d’aimantation (cycle d’hystérésis) ............................................................... 16 I. 5 Modélisation du ferrite ................................................................................................... 17 I.5.1 Tenseur de perméabilité de polder : matériaux saturés : .......................................... 18 1.5.2 Tenseur de perméabilité : matériaux non saturés .................................................... 19 I.6 Dispositifs hyperfréquences à ferrites ............................................................................ 21 I.7 Conclusion ..................................................................................................................... 22 Références ............................................................................................................................ 23 CHAPITRE II : ANNEAU RESONATEUR MICROBANDE ............................................... 26 Introduction .......................................................................................................................... 27 II.1 Les lignes de transmission ............................................................................................ 27 II. 1. 1 ligne coaxiale ......................................................................................................... 27 II. 1. 2 Les Guides d’ondes .............................................................................................. 28 I.1.3 Lignes à fentes ......................................................................................................... 29 II .2. 4 Ligne coplanaire .................................................................................................. 29 Table de matière II.1.5 Ligne microruban .................................................................................................. 30 II. 2Anneau résonateur microruban ...................................................................................... 31 II. 2. 1 Historique .............................................................................................................. 31 II. 2.2 Caractéristiques ..................................................................................................... 31 II. 2. 3 Différentes structures en anneaux ......................................................................... 32 II. 2.4 Différentes applications de l’anneau résonateur .................................................... 32 II. 3 Analyse théorique du MSRR ....................................................................................... 34 II. 3. 1 Modèle de mur magnétique (wall model) ............................................................ 34 II. 3.2 Modèle de mur magnétique amélioré ..................................................................... 36 II. 4 Autres méthodes d’analyse du MSRR .......................................................................... 36 II. 5 Conclusion ................................................................................................................... 37 Rferences .............................................................................................................................. 38 CHAPITRE III : Caractérisation électromagnétique des matériaux ........................................ 42 Introduction .......................................................................................................................... 43 III. 1. Définition de caractérisation électromagnétique ........................................................ 43 III.2. Méthodes de caractérisation électromagnétiques ......................................................... 43 III. 2.1. Caractérisation en espace libre ............................................................................. 44 III.2.2. méthodes de mesure par cavité résonnante ........................................................... 45 III.2.3. méthodes de mesure par lignes propagatives ........................................................ 46 Références ............................................................................................................................ 50 CHAPITRE IV : Modélisation du MSRR déposé sur une couche massive de ferrite ............. 53 Introduction .......................................................................................................................... 54 IV. 1 Les équations de Maxwell ........................................................................................... 55 IV. 2 Modélisation analytique du MSRR avec ferrite ......................................................... 55 IV.3 Validation théorique et numérique ............................................................................... 61 IV.3.1 Comparaison des résultats théoriques avec le modèle de Polder........................... 61 IV.3.2 Modélisation numérique ........................................................................................ 65 IV.3.3 Etudes paramétriques de la réponse fréquentielle du MSRR ................................ 66 IV.3.4 Etude de la réponse du MSRR avec un champ magnétique nul ............................ 70 IV. 3. 5 Etude de la structure avec application d’un champ magnétique .......................... 73 IV. 4 Conclusion .................................................................................................................. 77 Références ............................................................................................................................ 78 Table de matière Chapitre V : Réalisation et Résultats ....................................................................................... 81 V.1 Introduction .................................................................................................................... 82 V.2 Réalisation des structures MSRR .................................................................................. 82 V.2.1Matériaux utilisés ..................................................................................................... 82 V.3. Caractéristiques géométriques du MSRR ..................................................................... 83 V.4. Réalisation technologique ............................................................................................ 83 V.4.1 Préparation du substrat ferrite ................................................................................. 83 V.4.2 Dépôt du cuivre par pulvérisation cathodique RF ...................................................... 85 V.4.5 Photolithographie ................................................................................................... 87 V.4.6 Gravure au perchlorure de fer ................................................................................ 88 VI.5 Aimantation ................................................................................................................. 89 V.6 Système de mesure hyperfréquence ............................................................................... 90 4.7 Réalisation des dispositifs .............................................................................................. 91 V.8 Résultats des mesures .................................................................................................... 93 V.8.1 Mesure sur ferrite démagnétisé ............................................................................... 93 V.8.2Confrontation mesure /théorie.................................................................................. 93 V.8.3 Calcul de la perméabilité effective expérimentale pour ferrite démagnétisé .......... 95 V.9 Résultats de mesures d'une structure MSRR avec application de champ magnétique .. 96 V.9.1 Discussions et interprétations .................................................................................. 97 V.10 Conclusion ................................................................................................................. 101 Références .......................................................................................................................... 102 CONCLUSION GENERALE ................................................................................................ 104 Annexes ................................................................................................................................. 104 Annexe I : DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX ................................................................ 107 ANNEXE II : Principe de mesure des paramètres de dispersion « S » ..............................119 Côte titre : DPH/0188 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1_l2eWVWHtqmvOdBgFNdbaJlp_0S0Co-k/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : pdf Etude et modélisation d’un micro-résonateur , Résonateur micro bande en anneau, pour la caractérisation de ferrites en hyperfréquences [texte imprimé] / Amel Tanto, Auteur ; A Chergui, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2016 . - 1 vol. (120 f.). Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Micro-résonateur Résonateur micro bande en anneau Caractérisation de ferrites : hyperfréquences Résumé : L’anneau résonateur micro bande (msrr) est un outil très efficace pour la détermination des propriétés des diélectriques à des fréquences assez élevée [1], il a l’avantage de présenter une réponse fréquentiel périodique qui peut être exploité pour la détermination de la permittivité électriques des diélectriques à des hautes fréquences [2, 3], notre travail consiste à appliquer le (msrr) sur des matériaux ferrimagnétiques. L’étude consiste à modéliser le (msrr) sur ferrite saturé (application sur YIG) puis l’utilisation d’ANSOFT HFSS pour simuler le modèle théorique, les prototypes optimisés par simulation ont été réalisés au labo LT2C de Saint-Etienne France pour valider le modèle théorique. Les résultats de modèle théorique en bon accord avec ceux de la simulation et avec les résultats expérimentaux, nous en permet de calculer la permittivité effective, et la permittivité électrique du YIG j’jusqu’au 30GHZ. Note de contenu : TABLE DE MATIERE Introduction générale .................................................................................................................. 1 CHAPITRE I : MATERIAUX MAGNETIQUES EN HYPERFREQUENCES......................................................... Introduction ............................................................................................................................ 4 I.1 Matériaux magnétiques ................................................................................................... 4 I.2 Différents classes de matériaux magnétiques ................................................................ 6 I.2.1 Diamagnétisme .......................................................................................................... 6 I.2.2 Paramagnétisme ........................................................................................................ 6 I.2.3 Ferromagnétisme ...................................................................................................... 7 I 2.4 Antiferromagnétisme ................................................................................................ 8 I.2.5 Ferrimagnétisme ....................................................................................................... 8 I.3 LES FERRITES ............................................................................................................. 9 I.3.1 Différents classes de ferrites ................................................................................... 10 I.3.2 Propriétés générales des ferrites ............................................................................. 11 I.3.3 Propriétés des ferrites dans le domaine des micro-ondes ........................................ 11 I.4 Principe d’aimantation du ferrite .................................................................................... 15 I.4.1 Domaines de Weiss et parois de Bloch ................................................................... 15 I.4.2 Courbe d’aimantation (cycle d’hystérésis) ............................................................... 16 I. 5 Modélisation du ferrite ................................................................................................... 17 I.5.1 Tenseur de perméabilité de polder : matériaux saturés : .......................................... 18 1.5.2 Tenseur de perméabilité : matériaux non saturés .................................................... 19 I.6 Dispositifs hyperfréquences à ferrites ............................................................................ 21 I.7 Conclusion ..................................................................................................................... 22 Références ............................................................................................................................ 23 CHAPITRE II : ANNEAU RESONATEUR MICROBANDE ............................................... 26 Introduction .......................................................................................................................... 27 II.1 Les lignes de transmission ............................................................................................ 27 II. 1. 1 ligne coaxiale ......................................................................................................... 27 II. 1. 2 Les Guides d’ondes .............................................................................................. 28 I.1.3 Lignes à fentes ......................................................................................................... 29 II .2. 4 Ligne coplanaire .................................................................................................. 29 Table de matière II.1.5 Ligne microruban .................................................................................................. 30 II. 2Anneau résonateur microruban ...................................................................................... 31 II. 2. 1 Historique .............................................................................................................. 31 II. 2.2 Caractéristiques ..................................................................................................... 31 II. 2. 3 Différentes structures en anneaux ......................................................................... 32 II. 2.4 Différentes applications de l’anneau résonateur .................................................... 32 II. 3 Analyse théorique du MSRR ....................................................................................... 34 II. 3. 1 Modèle de mur magnétique (wall model) ............................................................ 34 II. 3.2 Modèle de mur magnétique amélioré ..................................................................... 36 II. 4 Autres méthodes d’analyse du MSRR .......................................................................... 36 II. 5 Conclusion ................................................................................................................... 37 Rferences .............................................................................................................................. 38 CHAPITRE III : Caractérisation électromagnétique des matériaux ........................................ 42 Introduction .......................................................................................................................... 43 III. 1. Définition de caractérisation électromagnétique ........................................................ 43 III.2. Méthodes de caractérisation électromagnétiques ......................................................... 43 III. 2.1. Caractérisation en espace libre ............................................................................. 44 III.2.2. méthodes de mesure par cavité résonnante ........................................................... 45 III.2.3. méthodes de mesure par lignes propagatives ........................................................ 46 Références ............................................................................................................................ 50 CHAPITRE IV : Modélisation du MSRR déposé sur une couche massive de ferrite ............. 53 Introduction .......................................................................................................................... 54 IV. 1 Les équations de Maxwell ........................................................................................... 55 IV. 2 Modélisation analytique du MSRR avec ferrite ......................................................... 55 IV.3 Validation théorique et numérique ............................................................................... 61 IV.3.1 Comparaison des résultats théoriques avec le modèle de Polder........................... 61 IV.3.2 Modélisation numérique ........................................................................................ 65 IV.3.3 Etudes paramétriques de la réponse fréquentielle du MSRR ................................ 66 IV.3.4 Etude de la réponse du MSRR avec un champ magnétique nul ............................ 70 IV. 3. 5 Etude de la structure avec application d’un champ magnétique .......................... 73 IV. 4 Conclusion .................................................................................................................. 77 Références ............................................................................................................................ 78 Table de matière Chapitre V : Réalisation et Résultats ....................................................................................... 81 V.1 Introduction .................................................................................................................... 82 V.2 Réalisation des structures MSRR .................................................................................. 82 V.2.1Matériaux utilisés ..................................................................................................... 82 V.3. Caractéristiques géométriques du MSRR ..................................................................... 83 V.4. Réalisation technologique ............................................................................................ 83 V.4.1 Préparation du substrat ferrite ................................................................................. 83 V.4.2 Dépôt du cuivre par pulvérisation cathodique RF ...................................................... 85 V.4.5 Photolithographie ................................................................................................... 87 V.4.6 Gravure au perchlorure de fer ................................................................................ 88 VI.5 Aimantation ................................................................................................................. 89 V.6 Système de mesure hyperfréquence ............................................................................... 90 4.7 Réalisation des dispositifs .............................................................................................. 91 V.8 Résultats des mesures .................................................................................................... 93 V.8.1 Mesure sur ferrite démagnétisé ............................................................................... 93 V.8.2Confrontation mesure /théorie.................................................................................. 93 V.8.3 Calcul de la perméabilité effective expérimentale pour ferrite démagnétisé .......... 95 V.9 Résultats de mesures d'une structure MSRR avec application de champ magnétique .. 96 V.9.1 Discussions et interprétations .................................................................................. 97 V.10 Conclusion ................................................................................................................. 101 Références .......................................................................................................................... 102 CONCLUSION GENERALE ................................................................................................ 104 Annexes ................................................................................................................................. 104 Annexe I : DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX ................................................................ 107 ANNEXE II : Principe de mesure des paramètres de dispersion « S » ..............................119 Côte titre : DPH/0188 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1_l2eWVWHtqmvOdBgFNdbaJlp_0S0Co-k/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : pdf

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