Fabrication et propriétés optiques des cristaux photoniques mono et bidimensionnel basés sur silicium PDF Download
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Author: Michele Belotti
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 288
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Book Description
Ce travail de thèse avait pour but de réaliser et d'étudier des cristaux photoniques deux dimensionnels à base de couches minces. Celles-ci sont élaborées dans une configuration de silicium sur isolant (SOI), par des méthodes de nanofabrication conventionnelles et non conventionnelles. J'ai effectué en particulier une recherche systématique sur la dispersion des modes associés aux défauts dans les systèmes unidimensionnels (1D) et bidimensionnels (2D) en configuration de guide d'onde planaire. Ce manuscrit est divisé en trois parties. Dans la première partie, les propriétés optiques des cristaux photoniques ont été présentées, en considérant la théorie de dispersion du champ électromagnétique. L'accent a été mis sur la dispersion des modes des défauts dans les systèmes 1D et 2D. Dans la deuxième partie, les procédés de fabrication des échantillons ont été détaillés. L'étude s'appuis sur les méthodes de nanofabrication couramment utilisés dans les laboratoires de recherche, c'est à dire la lithographie électronique et la gravure ionique réactive des couches SOI. En particulier, nous présentons une nouvelle technique de nanofabrication dite non conventionnelle. Il s'agit de la lithographie par nano-impression assistée par irradiation UV, qui est basée sur le principe de moulage et de photo-polymérisation à température ambiante et à basse pression. Cette méthode nous a permis de reproduire des motifs de cristaux photoniques sur une grande surface à un très faible coût. Sont également décrites les techniques de transfert pour la réalisation des membranes de silicium nano-structurées. Dans la troisième et la dernière partie sont illustrées les techniques de caractérisation optique ansi que les résultats obtenus. Nous présentons les résultats des mesures optiques sur les systèmes 1D et 2D, avec et sans défauts, en configuration de guide d'onde planaire asymétrique de hauts contrastes d'index de réfraction. En suite, sont discutés les résultats des cristaux photoniques 2D en membrane du silicium avec défauts linéaires de largeur variable. L'ensemble des résultas expérimentaux ont été confirmés par des calculs numériques, qui montrant un très bon accord pour l'ensemble des systèmes étudiés.
Author: Michele Belotti
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 288
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Book Description
Ce travail de thèse avait pour but de réaliser et d'étudier des cristaux photoniques deux dimensionnels à base de couches minces. Celles-ci sont élaborées dans une configuration de silicium sur isolant (SOI), par des méthodes de nanofabrication conventionnelles et non conventionnelles. J'ai effectué en particulier une recherche systématique sur la dispersion des modes associés aux défauts dans les systèmes unidimensionnels (1D) et bidimensionnels (2D) en configuration de guide d'onde planaire. Ce manuscrit est divisé en trois parties. Dans la première partie, les propriétés optiques des cristaux photoniques ont été présentées, en considérant la théorie de dispersion du champ électromagnétique. L'accent a été mis sur la dispersion des modes des défauts dans les systèmes 1D et 2D. Dans la deuxième partie, les procédés de fabrication des échantillons ont été détaillés. L'étude s'appuis sur les méthodes de nanofabrication couramment utilisés dans les laboratoires de recherche, c'est à dire la lithographie électronique et la gravure ionique réactive des couches SOI. En particulier, nous présentons une nouvelle technique de nanofabrication dite non conventionnelle. Il s'agit de la lithographie par nano-impression assistée par irradiation UV, qui est basée sur le principe de moulage et de photo-polymérisation à température ambiante et à basse pression. Cette méthode nous a permis de reproduire des motifs de cristaux photoniques sur une grande surface à un très faible coût. Sont également décrites les techniques de transfert pour la réalisation des membranes de silicium nano-structurées. Dans la troisième et la dernière partie sont illustrées les techniques de caractérisation optique ansi que les résultats obtenus. Nous présentons les résultats des mesures optiques sur les systèmes 1D et 2D, avec et sans défauts, en configuration de guide d'onde planaire asymétrique de hauts contrastes d'index de réfraction. En suite, sont discutés les résultats des cristaux photoniques 2D en membrane du silicium avec défauts linéaires de largeur variable. L'ensemble des résultas expérimentaux ont été confirmés par des calculs numériques, qui montrant un très bon accord pour l'ensemble des systèmes étudiés.
Author: Antoine Salomon
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 154
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Book Description
Analogues aux cristaux électroniques, les cristaux photoniques sont des matériaux diélectriques dont l'indice optique est modulé. Comme en électronique, où la variation périodique du potentiel structure la dispersion énergétique des électrons, cette modulation de 'l'indice structure la dispersion en énergie des photons. Il est alors possible de contrôler ces demiers en leurs interdisant des bandes de fréquences et certaines directions. De plus, de part leur forte intégration ainsi que leur compatibilité de fabrication avec la filière silicium, les Cristaux photonique en Silicium sur Isolant (SOI), disposent d'un fort potentiel pour la mise au point d'une future électro-photonique intégré sur silicium. Dans ce contexte, ce travail s'attache à l'étude de sources optiques à cristaux photoniques en SOI et plus particulièrement au couplage entre une source à cristal photonique bidimensionnel et un miroir de Bragg.Dans un premier temps nous nous intéressons aux aspects théoriques et technologiques des cristaux photoniques. Nous abordons les principes physiques de la structure de bande photonique afin de cerner les modes de fonctionnement ainsi que les propriétés des cristaux photoniques pour ensuite décrire ,les moyens de fabrication et de caractérisation optique. Dans un deuxième temps nous nous attaquons à l'étude de cristaux photoniques bidimensionnels pour l'extraction de lumière. Au cours de cette étape nous mettons en évidence que le couplage de désexcitations radiatives avec de modes optiques de cristaux photoniques permet de nettement améliorer l'extraction lumineuse. En exploitant des modes de cavités, des modes lents et une combinaison astucieuse des deux, nous présentons la mise au point de sources optiques à 1.1 [Mu]m. Ces résultats concordent avec les calculs par la, méthode des ondes planes des diagrammes de bande correspondant. Enfin nous étudions le couplage entre cristaux photoniques bidimensionnels et miroir de Bragg. Nous nous intéressons spécialement au rôle de la distance de couplage entre le miroir et le cristal sur les propriétés d'extraction et du facteur de qualité (Q). Après avoir développé un montage original permettant de moduler cette distance sur quelques micromètres, nous montrons que les deux quantités précédentes en sont des fonctions périodiques de période [Lambda]/2.Les résultats obtenus montrent aussi une augmentation de l'extraction lumineuse et du Q par rapport à ceux de cristal seul.Ces mesures expérimentales sont en adéquation avec de calculs FDTD bidimensionnel. Nous terminons cette étude par la présentation de premières structures associant un cristal photonique avec deux miroirs de Bragg.
Author: Sylvain David (physicien et auteur d'une thèse en 2003).)
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 168
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Book Description
Les cristaux photoniques sont des structures artificielles dont la constante diélectrique est rendue périodique. La propriété essentielle de ces structures est l'ouverture de bandes interdites photoniques pour lesquelles la propagation de la lumière n'est pas autorisée. Une bande interdite complète s'obtient selon certaines conditions portant sur le contraste d'indice, les dimensions et les symétries des réseaux. Ce travail de thèse est essentiellement consacré à l'étude et la réalisation de cristaux photoniques bidimensionnels à base de silicium pour les longueurs d'onde 1,3 - 1,55 [mu]m. Les dispositifs à cristaux photoniques planaires sont confinés par une variation d'indice dans la troisième direction. Deux approches sont envisagées : le fort confinement pour les microcavités et le faible confinement pour l'optique guidée. Nous avons réalisé des microcavités planaires à cristaux photoniques sur substrat SOI (silicium sur isolant) intégrant des boîtes quantiques Ge/Si. Nous avons montré une forte exaltation de la luminescence dans la gamme 1,3 - 1,55[mu]m, caractérisée par un comportement surlinéaire de l'émission. Cette forte augmentation est à la fois le résultat de l'extraction de la lumière par le cristal photonique, mais également la signature d'une forte localisation spatiale des porteurs de charge dans la microcavité. Nous avons également travaillé sur la réalisation de guide d'onde à cristaux photoniques de faible confinement vertical pour le guidage planaire, en utilisant deux technologies : la gravure photo-électrochimique et la gravure plasma ICP (Inductively Coupled Plasma). Nous avons montré la possibilité de réaliser des structures à cristal photonique à travers des guides épais SiGe (2 [mu]m) enterrés dans le silicium. Nous avons également modélisé de nouveaux cristaux photoniques tels que les pavages d'Archimède ou les approximants de quasi-cristaux dans le but d'obtenir le comportement le plus isotrope possible.
Author: Ahmed Belasri
Publisher: Springer Nature
ISBN: 9811554447
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 659
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Book Description
This book highlights peer reviewed articles from the 1st International Conference on Renewable Energy and Energy Conversion, ICREEC 2019, held at Oran in Algeria. It presents recent advances, brings together researchers and professionals in the area and presents a platform to exchange ideas and establish opportunities for a sustainable future. Topics covered in this proceedings, but not limited to, are photovoltaic systems, bioenergy, laser and plasma technology, fluid and flow for energy, software for energy and impact of energy on the environment.
Author: John Wilfred Orton
Publisher:
ISBN: 0199695822
Category : Science
Languages : en
Pages : 529
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The book is a history of Molecular Beam Epitaxy (MBE) as applied to the growth of semiconductor thin films (note that it does not cover the subject of metal thin films). It begins by examining the origins of MBE, first of all looking at the nature of molecular beams and considering their application to fundamental physics, to the development of nuclear magnetic resonance and to the invention of the microwave MASER. It shows how molecular beams of silane (SiH4) were used to study the nucleation of silicon films on a silicon substrate and how such studies were extended to compound semiconductors such as GaAs. From such surface studies in ultra-high vacuum the technique developed into a method of growing high quality single crystal films of a wide range of semiconductors. Comparing this with earlier evaporation methods of deposition and with other epitaxial deposition methods such as liquid phase and vapour phase epitaxy (LPE and VPE). The text describes the development of MBE machines from the early 'home-made' variety to that of commercial equipment and show how MBE was gradually refined to produce high quality films with atomic dimensions. This was much aided by the use of various in-situ surface analysis techniques, such as reflection high energy electron diffraction (RHEED) and mass spectrometry, a feature unique to MBE. It looks at various modified versions of the basic MBE process, then proceed to describe their application to the growth of so-called 'low-dimensional structures' (LDS) based on ultra-thin heterostructure films with thickness of order a few molecular monolayers. Further chapters cover the growth of a wide range of different compounds and describe their application to fundamental physics and to the fabrication of electronic and opto-electronic devices. The authors study the historical development of all these aspects and emphasise both the (often unexpected) manner of their discovery and development and the unique features which MBE brings to the growth of extremely complex structures with monolayer accuracy.
Author: T. Okoshi
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 9789027726773
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 302
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Book Description
Author: Sébastien Forget
Publisher: Springer
ISBN: 3642367054
Category : Science
Languages : en
Pages : 179
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Book Description
Organic lasers are broadly tunable coherent sources, potentially compact, convenient and manufactured at low-costs. Appeared in the mid 60’s as solid-state alternatives for liquid dye lasers, they recently gained a new dimension after the demonstration of organic semiconductor lasers in the 90's. More recently, new perspectives appeared at the nanoscale, with organic polariton and surface plasmon lasers. After a brief reminder to laser physics, a first chapter exposes what makes organic solid-state organic lasers specific. The laser architectures used in organic lasers are then reviewed, with a state-of-the-art review of the performances of devices with regard to output power, threshold, lifetime, beam quality etc. A survey of the recent trends in the field is given, highlighting the latest developments with a special focus on the challenges remaining for achieving direct electrical pumping of organic semiconductor lasers. A last chapter covers the applications of organic solid-state lasers.
Author: Mária Németh Lenke
Publisher:
ISBN:
Category : American drama
Languages : en
Pages : 164
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Book Description
Author: Agnes Buka
Publisher: World Scientific
ISBN: 1848167997
Category : Science
Languages : en
Pages : 299
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Book Description
The book intends to give a state-of-the-art overview of flexoelectricity, a linear physical coupling between mechanical (orientational) deformations and electric polarization, which is specific to systems with orientational order, such as liquid crystals. Chapters written by experts in the field shed light on theoretical as well as experimental aspects of research carried out since the discovery of flexoelectricity. Besides a common macroscopic (continuum) description the microscopic theory of flexoelectricity is also addressed. Electro-optic effects due to or modified by flexoelectricity as well as various (direct and indirect) measurement methods are discussed. Special emphasis is given to the role of flexoelectricity in pattern-forming instabilities. While the main focus of the book lies in flexoelectricity in nematic liquid crystals, peculiarities of other mesophases (bent-core systems, cholesterics, and smectics) are also reviewed. Flexoelectricity has relevance to biological (living) systems and can also offer possibilities for technical applications. The basics of these two interdisciplinary fields are also summarized.
Author: Igor Bezverkhyy
Publisher: Trans Tech Publications Ltd
ISBN: 3038137030
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 600
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Book Description
The International Conference on Diffusion in Materials (DIMAT) is the benchmark conference series for diffusion in solids. DIMAT 2011 was organized by the University of Bourgogne in association with CNRS, Dijon (France). The conference showcased new results concerning theoretical tools as well as applied research approaches. Diffusion processes affect all types of materials: nanomaterials, materials for energy, metallurgy, glasses and ceramics, but each requires its own numerical tools. Volume is indexed by Thomson Reuters CPCI-S (WoS). This volume comprises most of the contributions presented at DIMAT 2011: 4 plenary lectures delivered by famous high-level scientists plus 88 contributions in the form of keynote lectures, talks and posters.
