Author: Annick Dégardin
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Languages : fr
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Author: Michaela Valerianova
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Languages : en
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The Hg-based superconductors are materials with the highest critical temperatures from all known superconductors. Their application as the devices for the everyday use is, however, limited due to the difficulties in their fabrication. The optimization of the preparation methods will open large possibilities for the cryoelectronic applications. Within the frame of my dissertation thesis we tried to optimize the parameters of the synthesis of the thin Hg-based films. The development of the non-contact method for the mercuration of the thin films confirmed the film formation via Hg vapour phase which will enable the development of the devices for the mercuration of the larger samples (few cm). The lift-off method used for the patterning of the precursor films prevents the water contamination of the films and thus their degradation. The non-contact mercuration also enabled the fabrication of the Hg-based superconducting structures with the minimal risk of the short-circuits between the single parts of the structure. The formation of the Hg-1223 decreased the amount of the impurities on the top of the films which will enable the fabrication of the sandwich planar Josephson junctions, too. The prepared coplanar structures are suitable for the use in the ultra-fast detectors. The structures containing microbridges can serve for the study of the superconductivity in the micro- and submicro- scale and for the fabrication of the Josephson junctions of such dimensions. The model structure of the superconducting fault-current limiter was the first step for the fabrication of the real limiter structure and will be used for the study of the superconducting properties on this type of the structure. The use of the sapphire substrate allows the application of the Hg-based superconducting structures also for the microwave devices. All the structures had high values of the critical temperatures (up to 110 K for the coplanar strips and microbridges, up to 120 K for the limiter model structures) which provide the stability of the superconducting properties and parameters (coherent length, energy gap, etc.) at the working temperature of the superconductor (77 K).

Author: Emmanuelle Husse
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Languages : fr
Pages : 310

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LE BUT DE CE TRAVAIL EST DE DEMONTRER L'INTERET DE L'UTILISATION DES FILMS SUPRACONDUCTEURS DANS LA REALISATION DE COMPOSANTS PASSIFS MICROONDES, PLUS PRECISEMENT DES COUPLEURS LARGE BANDE ET DES FILTRES PASSE-BANDE A BANDE TRES ETROITE. NOTRE CHOIX S'EST ARRETE SUR DEUX TYPES DE COUPLEURS, DES COUPLEURS HYBRIDES EN ANNEAU ET DES COUPLEURS A LIGNES NON UNIFORMES. CES DERNIERS ONT NECESSITE LA CONCEPTION D'UN PROGRAMME DE SIMULATION. LES FILTRES QUE NOUS AVONS ETUDIES ET CARACTERISES UTILISENT LA STRUCTURE EN LIGNES QUART D'ONDE COUPLEES. L'OBJECTIF EST D'ABOUTIR A DES FILTRES PRESENTANT UNE BANDE PASSANTE INFERIEURE A 1%. LES COMPOSANTS SONT REALISES A L'AIDE DE FILMS MINCES SUPRACONDUCTEURS DEPOSES SUR DES SUBSTRATS DE MGO OU DE LAALO#3. AU COURS DU PROCESSUS TECHNOLOGIQUE NOUS AVONS EMPLOYE LES METHODES DE LITHOGRAPHIE OPTIQUE CLASSIQUES ET MIS AU POINT UNE GRAVURE SECHE PAR PLASMA D'IONS ARGON POUR LES FILMS MINCES SUPRACONDUCTEURS. UNE SUITE POSSIBLE DU TRAVAIL EST LA REALISATION D'UN DIPLEXEUR INTEGRANT LES FILTRES ET COUPLEURS CONCUS

Author: Pascal Meisse
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Languages : fr
Pages : 254

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L'objectif de ce travail est de caractériser en micro-ondes les couches minces de supraconducteurs à haute température critique. Les deux paramètres physiques accessibles sont l'impédance de surface et la profondeur de pénétration dans le supraconducteur. La méthode de mesure est basée sur l'utilisation d'un anneau résonant micro-onde dont on détermine le comportement en fonction de la fréquence. Dans une première partie, nous avons modélisé le dispositif expérimental de mesure afin de pouvoir extraire les paramètres physiques utiles des résultats expérimentaux. Dans une deuxième partie, nous avons décrit différentes méthodes d'élaboration de couches minces et plus particulièrement la méthode de pulvérisation cathodique et la méthode de l'ablation laser. Nous rapportons les résultats obtenus pour chacune de ces deux méthodes en fonction des conditions de dépôt. Enfin, nous discutons des mesures effectuées en micro-ondes. Nous avons pu montrer que les mesures de la profondeur de pénétration permettent d'obtenir des renseignements sur la structure granulaire des films.

Author: VINCENT.. MOREAU
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Languages : fr
Pages : 200

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CE MEMOIRE DE THESE DECRIT UNE METHODOLOGIE DE CARACTERISATION EN MICRO-ONDES DE FILMS SUPRACONDUCTEURS A HAUTE TC ASSOCIEE A LA REALISATION D'UN BANC DE MESURE CRYOGENIQUE POUR DETERMINER LES PARAMETRES CARACTERISTIQUES DE RESONATEURS COPLANAIRES SUPRACONDUCTEURS ; LE PRINCIPE RETENU CONSISTE A EXTRAIRE LA PROFONDEUR DE PENETRATION ET L'IMPEDANCE DE SURFACE DU FILM PAR LA MESURE DES PERTES ET DES VARIATIONS DE LA FREQUENCE DE RESONANCE DE CES RESONATEURS. PARTANT DU MODELE A DEUX FLUIDES ON DETERMINE L'IMPEDANCE DE SURFACE DU SUPRACONDUCTEUR, METTANT AINSI EN EVIDENCE L'INFLUENCE DE L'INDUCTANCE CINETIQUE DES SUPRACONDUCTEURS SUR LES PROPRIETES DES CIRCUITS. C'EST UNE DIFFERENCE FONDAMENTALE PAR RAPPORT AUX METAUX NORMAUX QUI N'EST PAS PRISE EN COMPTE DANS LES MODELES DE CALCUL USUELS UTILISES POUR DETERMINER LES PARAMETRES CARACTERISTIQUES DES LIGNES DE TRANSMISSION, PARTICULIEREMENT POUR LES PERTES ET LA MODELISATION DE L'INDUCTANCE LINEIQUE. UNE METHODE NUMERIQUE EST PROPOSEE POUR DETERMINER CES PARAMETRES, ET RELIER LES CONSTANTES CARACTERISTIQUES DE LA LIGNE DE TRANSMISSION A L'IMPEDANCE DE SURFACE DU MATERIAU. LA TECHNIQUE EST VALIDEE PAR COMPARAISON AVEC LA METHODE FULL WAVE DERIVEE POUR DES LIGNES METALLIQUES. PAR AILLEURS, LA CONCEPTION ET LA REALISATION DU DISPOSITIF EXPERIMENTAL DE MESURE DE PARAMETRES S A BASSE TEMPERATURE EST PRESENTEE. LES TECHNIQUES USUELLES D'ETALONNAGE NE POUVANT ETRE RETENUES POUR LES MESURES A BASSE TEMPERATURE, UNE TECHNIQUE D'ETALONNAGE SPECIFIQUE EST PROPOSEE ET VALIDEE JUSQU'A 4,2K, PRENANT EN COMPTE LES DERIVES THERMIQUES. ENFIN, NOUS PRESENTONS LA REALISATION DES CIRCUITS DE TEST, AINSI QUE LA METHODOLOGIE D'EXTRACTION DES PARAMETRES DU FILM EN FONCTION DE LA MESURE DES RESONATEURS. LES RESULTATS OBTENUS POUR LES FILMS ETUDIES SONT TOUT A FAIT COMPARABLES A LA MOYENNE DES RESULTATS PUBLIES. LE MEILLEUR FILM MESURE POSSEDE UNE VALEUR DE RS EGALE A 430 A 77K ET 10GHZ, SOIT DIX-SEPT FOIS PLUS FAIBLE QUE CELLE DU CUIVRE DANS LES MEMES CONDITIONS DE MESURE.

Author: Fariba Mehri
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Languages : fr
Pages : 172

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Nous avons mis au point une methode de caracterisation non destructive de films minces supraconducteurs a haute temperature critique (shtc) entre 18 et 26.5 ghz et pour des temperatures comprises entre 300 et 30k. L'echantillon est insere entre les brides de deux guides rectangulaires metalliques et nous mesurons avec un analyseur de reseaux le module et la phase de l'onde transmise a travers l'echantillon. A partir de ces deux grandeurs nous pouvons calculer la valeur de la conductivite complexe et deduire l'impedance de surface et la profondeur de penetration. Comme il faut mesurer le module et la phase d'un coefficient de transmission pouvant etre plus faible que -60 db, il est primordial d'effectuer avant la caracterisation, un calibrage precis en fonction de la temperature. Nous avons evalue la precision des mesures et discute des limites de la methode proposee. Les informations que l'on a pu obtenir sont interessantes a differents niveaux: amelioration de la qualite des films, comprehension du mecanisme de la supraconductivite, c.a.o. Des composants et des circuits microondes.

Author: CLAIRE.. LE PAVEN-THIVET
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Languages : fr
Pages : 209

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CE TRAVAIL PORTE SUR LA CROISSANCE EPITAXIALE PAR ABLATION LASER DE FILMS MINCES D'YBA#2CU#3O#7 SUR DIVERS SUBSTRATS: DES FILMS ONT TOUT D'ABORD ETE DEPOSES SUR SRTIO#3(100) ET (110) AFIN D'OPTIMISER LES CONDITIONS DE CROISSANCE, PUIS SUR DIVERS SUBSTRATS SPECIFIQUES AU DOMAINE D'HYPERFREQUENCES: MGO, LAALO#3, SRLAALO#4 ET AL#2O#3. CETTE ETUDE A DEMONTRE L'IMPORTANCE DU CONTROLE DE LA QUALITE DE SURFACE DU SUBSTRAT ET A PERMIS L'OBTENTION DE FILMS D'EXCELLENTE QUALITE, MEME SUR SAPHIR SANS COUCHE TAMPON. LES FILMS ONT ETE SYSTEMATIQUEMENT CARACTERISES PAR DIVERSES METHODES DE DIFFRACTION ET DE CANALISATION AFIN D'EVALUER LEUR QUALITE CRISTALLINE ET DE DETERMINER LES RELATIONS D'EPITAXIE. LES CARACTERISTIQUES SUPRACONDUCTRICES ONT ETE MESUREES PAR METHODES RESISTIVE ET INDUCTIVE, MONTRANT UNE EXCELLENTE HOMOGENEITE DE L'ENSEMBLE DES FILMS ET DES TEMPERATURES CRITIQUES ELEVEES, COMPRISES ENTRE 85 ET 90 K. LA RESISTANCE DE SURFACE, PARAMETRE PERTINENT POUR LES APPLICATIONS HYPERFREQUENCES, A ETE MESUREE PAR LA METHODE DU RESONATEUR DIELECTRIQUE SUR DE NOMBREUX ECHANTILLONS ; LES VALEURS OBTENUES, INFERIEURES A 1 M (77 K, 10 GHZ) POUR LES MEILLEURS ECHANTILLONS, ONT ETE CORRELEES A DIVERSES CARACTERISTIQUES CRISTALLOGRAPHIQUES ET PHYSIQUES: IL APPARAIT QUE LE PARAMETRE PRIMORDIAL D'OBTENTION D'UNE FAIBLE RS EST LA QUALITE DE LA CRISTALLISATION, EN PARTICULIER L'ABSENCE DE JOINTS DE GRAINS A GRAND ANGLE. CES RESULTATS ONT ETE CONFIRMES PAR DE NOMBREUSES ETUDES COMPLEMENTAIRES EN OPTIQUE ET EN HYPERFREQUENCES, REALISEES EN COLLABORATION AVEC DIFFERENTS LABORATOIRES. LES POSSIBILITES D'APPLICATIONS DE FILMS YBA#2CU#3O#7 DE CETTE HAUTE QUALITE ONT ETE ILLUSTREES PAR LA REALISATION DE PREMIERS DISPOSITIFS TELS QU'UNE ANTENNE RMN BAS CHAMP ET DES RESONATEURS ET FILTRES PLANAIRES

Author: Pierre Lepercq
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Languages : fr
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Ce travail concerne, d'une part la mise au point d'une methode de caracterisation en micro-ondes des materiaux supraconducteurs a haute temperature critique (shtc), et d'autre part leur emploi dans la realisation d'oscillateurs micro-ondes quasi-integres. L'impedance de surface des materiaux shtc est un parametre de premiere importance car elle est un indicateur de la qualite du materiau et conditionne les performances des circuits micro-ondes supraconducteurs. Il est donc essentiel de connaitre de parametre. Dans cette optique, nous avons developpe une methode de mesure non-destructrice de la resistance de surface des films shtc permettant des caracterisations de routine de 300k a 78k. Cette methode consiste a remplacer une paroi d'une cavite resonante metallique par l'echantillon supraconducteur a caracteriser, la mesure du coefficient de qualite permet d'aboutir a la resistance de surface. Nous presentons l'etude detaillee de cette methode, les dispositifs de mesure realises, l'application de la methode a la caracterisation de films shtc ainsi que les limites de mesure. La faible resistance de surface des films shtc permet de realiser des resonateurs plaques a tres haut coefficient de qualite, et donc de concevoir des oscillateurs micro-ondes en technologie plaquee a haute purete spectrale. Ainsi nous avons etudie des oscillateurs hybrides shtc/iii-v fonctionnant a 12ghz. Le resonateur ainsi que toutes les lignes du circuit sont gravees sur un film supraconducteur ybacuo. Le transistor de type hemt est transplante sur les lignes supraconductrices afin de realiser un oscillateur quasi-integre.

Author: OMAR.. BELKACEMI
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Languages : fr
Pages : 214

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LA BUT DE CE TRAVAIL EST DE REALISER UNE INSTRUMENTATION POUR LA CARACTERISATION DES COUCHES MINCES SUPRACONDUCTRICES EN MICROONDES. LES PARAMETRES CARACTERISTIQUES SOUVENT CONSIDERES, POUR LA CONCEPTION DE CIRCUITS ELECTRONIQUES, SONT L'IMPEDANCE DE SURFACE ET LA PROFONDEUR DE PENETRATION. LA METHODE UTILISEE EST BASEE SUR UN RESONATEUR ANNULAIRE EN STRUCTURE INVERSEE POUR LAQUELLE ON MESURE LE COEFFICIENT DE QUALITE ET LA FREQUENCE DE RESONANCE. GRACE A LA PROCEDURE EXPERIMENTALE DIFFERENTS TYPES DE COUCHES (GRAVEES OU NON) PEUVENT ETRE ETUDIEES. NOUS AVONS MODELISE LA STRUCTURE AVEC LE RESONATEUR EN TENANT COMPTE DES PARAMETRES POUVANT INFLUER SUR LES MESURES, PUIS NOUS AVONS CONSTRUIT UN BANC DE MESURE CONTENANT UNE CELLULE, POUR RECEVOIR LA STRUCTURE ANNULAIRE, UN SYSTEME DE REGULATION DE TEMPERATURE ET ENFIN UNE METHODE DE CALIBRAGE DES MESURES EN BASSE TEMPERATURE. L'ENSEMBLE DES OPERATIONS DU BANC DE MESURE EST AUTOMATISE A L'AIDE DE PROGRAMMES INFORMATIQUES. DES MESURES EN FONCTION DE LA TEMPERATURE ET DU CHAMP MAGNETIQUE ONT ETE EFFECTUEES ET LES RESULTATS OBTENUS SUR L'IMPEDANCE DE SURFACE ET LA PROFONDEUR DE PENETRATION ONT PERMIS DE VALIDER L'ENSEMBLE DES OPERATIONS DECRITES PRECEDEMMENT ET AINSI DE REPONDRE AUX OBJECTIFS DE L'INSTRUMENTATION.

Author: Emmanuelle Husse
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Languages : fr
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