Propriétés optiques de matériaux diélectriques nanostructurés PDF Download
Are you looking for read ebook online? Search for your book and save it on your Kindle device, PC, phones or tablets. Download Propriétés optiques de matériaux diélectriques nanostructurés PDF full book. Access full book title Propriétés optiques de matériaux diélectriques nanostructurés by Kevin Vynck. Download full books in PDF and EPUB format.
Author: Kevin Vynck
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 110
Get Book Here
Book Description
L'étude des propriétés optiques des matériaux nanostructurés a récemment connu un engouement croissant dû à leur capacité à manipuler la lumière. Les cristaux photoniques sont des matériaux dont l'indice de réfraction est modulé périodiquement à l'échelle de la longueur d'onde. Ils peuvent interdire la propagation de la lumière dans certaines gammes de fréquences et présenter de fortes dispersions spatiales qui conduisent à des phénomènes de réfraction anormaux. Les métamatériaux quant à eux sont des assemblages d'éléments microscopiques, métalliques ou diélectriques, qui se comportent à l'échelle macroscopique tels des milieux homogènes aux propriétés optiques hors du commun. Cette thèse est consacrée à l'étude théorique et numérique de ces structures, avec pour objectif d'apporter de nouvelles solutions pour un contrôle accru de la lumière. Nous commençons par étudier le confinement de la lumière par des défauts structurels dans des cristaux photoniques à base d'opales, qui sont des empilements de sphères diélectriques, et proposons divers motifs de cavités résonantes et de guides d'ondes monomodes. Dans un second temps, nous considérons la propagation de faisceaux dans des cristaux photoniques planaires sans défaut. Nous démontrons la grande flexibilité offerte par les cristaux photoniques à gradient pour courber la trajectoire de la lumière et proposons une approche pratique pour la coupler efficacement à des guides d'ondes externes. Finalement, nous étudions les propriétés optiques des métamatériaux à base de tiges diélectriques et montrons rigoureusement que leurs résonances microscopiques induisent une permittivité et perméabilité toutes deux dispersives en fréquence qui peuvent être placées dans le domaine optique. Ces travaux ouvrent de nombreuses opportunités pour le contrôle de l'émission et de la propagation de la lumière et peuvent être exploités dans de nombreux domaines tels que les télécommunications, les Sciences de la Vie et l'énergie solaire
Author: Kevin Vynck
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 110
Get Book Here
Book Description
L'étude des propriétés optiques des matériaux nanostructurés a récemment connu un engouement croissant dû à leur capacité à manipuler la lumière. Les cristaux photoniques sont des matériaux dont l'indice de réfraction est modulé périodiquement à l'échelle de la longueur d'onde. Ils peuvent interdire la propagation de la lumière dans certaines gammes de fréquences et présenter de fortes dispersions spatiales qui conduisent à des phénomènes de réfraction anormaux. Les métamatériaux quant à eux sont des assemblages d'éléments microscopiques, métalliques ou diélectriques, qui se comportent à l'échelle macroscopique tels des milieux homogènes aux propriétés optiques hors du commun. Cette thèse est consacrée à l'étude théorique et numérique de ces structures, avec pour objectif d'apporter de nouvelles solutions pour un contrôle accru de la lumière. Nous commençons par étudier le confinement de la lumière par des défauts structurels dans des cristaux photoniques à base d'opales, qui sont des empilements de sphères diélectriques, et proposons divers motifs de cavités résonantes et de guides d'ondes monomodes. Dans un second temps, nous considérons la propagation de faisceaux dans des cristaux photoniques planaires sans défaut. Nous démontrons la grande flexibilité offerte par les cristaux photoniques à gradient pour courber la trajectoire de la lumière et proposons une approche pratique pour la coupler efficacement à des guides d'ondes externes. Finalement, nous étudions les propriétés optiques des métamatériaux à base de tiges diélectriques et montrons rigoureusement que leurs résonances microscopiques induisent une permittivité et perméabilité toutes deux dispersives en fréquence qui peuvent être placées dans le domaine optique. Ces travaux ouvrent de nombreuses opportunités pour le contrôle de l'émission et de la propagation de la lumière et peuvent être exploités dans de nombreux domaines tels que les télécommunications, les Sciences de la Vie et l'énergie solaire
Author: Béchir Rezgui
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 139
Get Book Here
Book Description
Outre les applications photoniques et nanoélectroniques, les structures formées de nanoparticules de silicium insérées dans une matrice diélectrique pourraient jouer un rôle important dans le développement de concepts innovants de cellules photovoltaïques dits de 3ème génération, permettant d’atteindre des rendements de conversion largement supérieurs à celui des cellules actuelles (31 %). Néanmoins, les propriétés optoélectroniques de ces nanostructures doivent être maîtrisées de manière à obtenir un matériau de bonne qualité pour les applications photovoltaïques. Le présent travail s’inscrit dans le cadre de l’étude des propriétés optiques, électriques et structurales de nanoparticules de silicium (Np-Si) immergées dans une matrice d’oxyde ou de nitrure de silicium sous forme de couches minces obtenues par différentes techniques de dépôt. Dans un premier temps, les conditions de formation de ces nanostructures dans des couches de nitrure enrichies en silicium déposées par PECVD sont étudiées afin de trouver les conditions de dépôt optimales permettant d’avoir une forte densité de nanoparticules ainsi qu’une taille contrôlée. L’étude de l’influence d’un traitement thermique sur les caractéristiques des Np-Si sera présentée. Afin de contrôler la taille de Np-Si, des structures en multicouches élaborées en utilisant différents procédures de dépôt sont analysées. Les résultats de photoluminescence obtenus sur les multicouches SiO2/SiOx/SiO2 déposées par pulvérisation magnétron permettent de valider les performances de telles structures. Des structures similaires préparées par PECVD en alternant une couche de nitrure stoechiométrique et une couche de nitrure riche en silicium sont aussi étudiées. L’accent est mis particulièrement sur l’analyse des propriétés d’absorption et de transport de charges dans ces nanostructures afin de tester leur efficacité "photovoltaïque" et évaluer la possibilité de réaliser des cellules multijonctions à base de ces nanomatériaux. La dépendance du coefficient d’absorption et du courant photogénéré en fonction de la taille et la densité des Np-Si est ainsi présentée. Une partie de ce travail est dédiée à l’étude de l’effet de dopage sur les propriétés optiques des couches nanocomposites.
Author: Ying Fu
Publisher: CRC Press
ISBN: 9814303275
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 324
Get Book Here
Book Description
This book discusses electrons and photons in and through nanostructures by the first-principles quantum mechanical theories and fundamental concepts (a unified coverage of nanostructured electronic and optical components) behind nanoelectronics and optoelectronics, the material basis, physical phenomena, device physics, as well as designs and applications. The combination of viewpoints presented in the book can help foster further research and cross-disciplinary interaction needed to surmount the barriers facing future generations of technology design.
Author: Ishaq Musa
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 346
Get Book Here
Book Description
Cette thèse porte principalement sur l'étude de certaines propriétés optiques de nanostructures d'oxyde de zinc (ZnO) sous forme de nanocristaux, de films minces, et en tant que composant nanométrique dans des composites à base de polymères conducteurs. La première partie du mémoire décrit la synthèse de ces matériaux qui a été effectuée à l'Institut des Matériaux Jean Rouxel, par différentes méthodes. Une étude poussée de la caractérisation morphologique et structurale est effectuée au moyen de la microscopie électronique et de la diffraction des rayons X, appuyée par quelques expériences de diffusion Raman. Dans le chapitre suivant, on découvre que ces nanomatériaux émettent une lumière intense dans l'ultraviolet et dans la région verte du spectre. La preuve du confinement quantique des excitons dans les particules de ZnO est apportée par les techniques d'aborption optique et de photoluminescence suivie par une description succincte des modèles régissant ce confinement. Vient ensuite l'analyse des propriétés émissives, notamment par spectroscopie résolue en temps. Les variations temporelles et spectrales de l'émission sont caractérisées en fonction de la taille et des défauts structurels des nanostructures. Le dernier chapitre aborde la synthèse et l'étude optique de matériaux composites obtenus en mélangeant des nanocristaux de ZnO avec des polymères conjugés tels que MEH-PPV, connus pour leurs propriétés de photoluminescence et leur application aux diodes électroluminescentes. Là encore des propriétés émissives remarquables en fonction de la taille des particules insérées sont mises en évidence.
Author: Yann Battie
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 185
Get Book Here
Book Description
Les nanoparticules d’argent présentent des propriétés électromagnétiques spécifiques liées à leur morphologie, à la distance inter-particulaire et à l’indice de réfraction du milieu hôte. La maîtrise de ces différents paramètres est à la base du contrôle des propriétés optiques des matériaux contenant ces nanoparticules et pourrait être utilisée pour la réalisation de fonctions optiques et photoniques ad hoc. Le travail de thèse porte sur l’étude des mécanismes de croissance in situ de nanoparticules d’argent dans une matrice diélectrique par réduction d’un sel d’argent dans des films mésostructurés élaborés par voie sol gel. La mésostructure sert de moule pour la croissance des nanoparticules dont la taille est ainsi contrôlée de même que l’organisation spatiale. Trois protocoles de réduction sont comparés : la réduction thermique, chimique et optique. Ces études mettent en évidence l’influence du protocole de réduction sur les propriétés optiques et sur la localisation spatiale des nanoparticules dans le film. Les mécanismes mis en jeu tels que l’oxydation et la diffusion de l’argent dépendent directement du procédé utilisé. Les résultats obtenus ont permis la réalisation de différentes structures complexes allant de la monocouche de nanoparticules périodiquement réparties à la surface d’un film aux structures 3D similaires à des cristaux photoniques mais de dimensions sub-longueur d’ondes
Author: Mohammed Mansour
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 159
Get Book Here
Book Description
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.
Author: Valeria Califano
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 322
Get Book Here
Book Description
L'induction de l'anisotropie dans les verres permet le développement de matériaux optiquement non linéaires pour la génération de seconde harmonique. L'intérêt principal réside dans les avantages que les matériaux vitreux présentent par rapport aux cristaux (mis en forme aisée, faible coût, large gamme de compositions et formes). Différentes techniques ont été utilisées pour induire l'anisotropie dans les verres: le ‘poling DC' (polarisation sous champ électrique continu) et la croissance de nanostructures respectivement sur des verres LBG (La2O3-B2O3-GeO2) et KNS (K2O-Nb2O5-SiO2). Utilisant la spectroscopie Raman et la diffusion des neutrons et des rayons X aux petits angles, nous avons mis en évidence la biréfringence et les effets d'anisotropie induits par le ‘poling' des verres LBG ainsi que des modifications dans les verres nanostructurés. Ces études offrent des perspectives nouvelles pour l'élaboration de matériaux vitreux présentant des propriétés optiques non linéaires
Author: Vadim A. Markel
Publisher: Wiley-Interscience
ISBN: 9780471349686
Category : Science
Languages : en
Pages : 0
Get Book Here
Book Description
Some of the most exciting developments in the optics and processing of nanostructured materials can be found in applied science and engineering. The topics covered in this book are at the cutting edge of research.
Author: STEPHANE.. MENARD
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 125
Get Book Here
Book Description
CE TRAVAIL PORTE SUR L'ETUDE DES PROPRIETES OPTIQUES ET ELECTRIQUES DES NANOSTRUCTURES DE SI/CAF 2. A PARTIR D'UNE MEME TECHNIQUE D'ELABORATION, NOUS PARVENONS A FABRIQUER DEUX CATEGORIES DIFFERENTES D'ECHANTILLONS. LES ECHANTILLONS DE TYPE MULTIPUITS ELABORES PAR EPITAXIE PAR JETS MOLECULAIRES SUR UN SUBSTRAT MAINTENU A LA TEMPERATURE AMBIANTE PRESENTENT DES COUCHES NANOCRISTALLINES, COMPOSEES DE GRAINS D'UN DIAMETRE MOYEN DE 15 A POUR LES COUCHES DE SI ET DE 30 A POUR LES COUCHES DE CAF 2. CES STRUCTURES MULTIPUITS EVOLUENT VERS UNE SECONDE CATEGORIE, UNE STRUCTURE COLONNAIRE, APRES RECUIT SOUS ULTRAVIDE A 450\C PENDANT 30 MN. LES COLONNES SONT COMPOSEES DE GRAINS D'UN DIAMETRE MOYEN DE 200-300 A, EUX-MEMES COMPOSES DE GRAINS DE SI ET DE CAF 2. NOUS MONTRONS QUE CES DEUX CLASSES D'ECHANTILLONS POSSEDENT UNE CARACTERISTIQUE OPTIQUE REMARQUABLE QUI EST LA PHOTOLUMINESCENCE A TEMPERATURE AMBIANTE, ET DONT LES CARACTERISTIQUES SONT EN DE NOMBREUX POINTS COMPARABLES AUX RESULTATS CONNUS SUR LE SILICIUM POREUX. DANS LE CAS DES ECHANTILLONS MULTIPUITS, NOUS RELIONS CETTE PHOTOLUMINESCENCE AU CONFINEMENT QUANTIQUE DES ELECTRONS DANS LES GRAINS DE SI. CEPENDANT, LES RESULTATS D'ABSORPTION OPTIQUE MONTRENT UNE DIFFERENCE DE PLUS DE 1 EV ENTRE LA VALEUR DE LA BANDE INTERDITE ET L'ENERGIE DE PHOTOLUMINESCENCE. CECI SOULIGNE LE ROLE IMPORTANT DES ETATS DE SURFACE DANS LE MECANISME DE PHOTOLUMINESCENCE DES NANOSTRUCTURES DE SILICIUM. DANS LE CAS DES ECHANTILLONS DE TYPE MULTIPUITS OU COLONNAIRES, CE DERNIER POINT EST CONFIRME PAR L'IMPORTANCE DE LA PASSIVATION POUR L'OBTENTION D'UNE PHOTOLUMINESCENCE INTENSE. NOUS AVONS ETUDIE LES PROPRIETES ELECTRIQUES DES STRUCTURES MULTIPUITS. NOUS OBSERVONS UNE RESISTANCE DIFFERENTIELLE NEGATIVE DE LA CARACTERISTIQUE I-V QUE NOUS ATTRIBUONS AU PIEGEAGE D'ELECTRONS PAR LES DEFAUTS CRISTALLINS DE CES NANOSTRUCTURES.
Author: GUILLEMETTE.. PARJADIS DE LARIVIERE
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 147
Get Book Here
Book Description
LES TRAITEMENTS OPTIQUES DE SURFACE SONT REALISES EN GENERAL PAR LA SUPERPOSITION D'UN NOMBRE LIMITE DE COUCHES MINCES TRANSPARENTES D'INDICES DE REFRACTION DIFFERENTS. IL ARRIVE QUE LES MATERIAUX, DONT LES INDICES APPARAISSENT DANS LA FORMULE THEORIQUE DU TRAITEMENT, NE SOIENT PAS COMPATIBLES LES UNS AVEC LES AUTRES. NOUS AVONS CHERCHE A LIMITER A DEUX LE NOMBRE DES MATERIAUX UTILISES DANS CES TRAITEMENTS; POUR CELA, NOUS AVONS DEVELOPPE LE CONCEPT DE MILIEUX STRATIFIES EQUIVALENTS A UNE COUCHE UNIQUE DONT L'INDICE DE REFRACTION PEUT VARIER OU NON AVEC LA PROFONDEUR SUIVANT LE TYPE D'EMPILEMENT REALISE. NOUS AVONS DEMONTRE LES PERFORMANCES DE CETTE APPROCHE DANS LE CAS DES TRAITEMENTS ANTIREFLETS POUR LES VERRES OPHTALMIQUES. LE COUPLE DE MATERIAUX TRANSPARENTS TIO#2/SIO#2 A ETE CHOISI EN RAISON DE L'ECART IMPORTANT DE LEURS INDICES DE REFRACTION ET DE LA COMPATIBILITE DE LEURS CONDITIONS DE DEPOT. LA PRESENCE D'INHOMOGENEITE D'INDICE DANS L'EPAISSEUR DES COUCHES DE TIO#2 NOUS A AMENES A DEVELOPPER DEUX METHODES ORIGINALES D'ANALYSE DES MESURES ELLIPSOMETRIQUES CONDUISANT A UNE ESTIMATION DE L'AMPLITUDE DE VARIATION DE L'INDICE A TRAVERS LA COUCHE. NOUS AVONS ESSAYE DE DEFINIR LES LIMITES DE VALIDITE DE LA NOTION DU MILIEU EQUIVALENT A PARTIR D'EMPILEMENTS REELS PERIODIQUES DE COUCHES TRES MINCES ALTERNEES DE TIO#2 ET SIO#2 (EPAISSEURS OPTIQUES TRES INFERIEURES A LA LONGUEUR D'ONDE) ETUDIES EN REFLEXION SOUS INCIDENCE NORMALE. L'APPLICATION DES MILIEUX STRATIFIES CONSTITUES DE COUCHES ELEMENTAIRES DE DEUX MATERIAUX EN COUCHES TRES FINES AU TRAITEMENT ANTIREFLET DES VERRES OPTIQUES A NECESSITE LE DEVELOPPEMENT D'UNE METHODE D'AJUSTEMENT DITE DE FLIP-FLOP QUI PERMET DE DEFINIR UNE SEQUENCE DES COUCHES ELEMENTAIRES DONT LA REPONSE SPECTRALE EST AUSSI PROCHE QUE POSSIBLE DE LA REPONSE RECHERCHEE. NOUS AVONS MONTRE QUE CETTE METHODE PERMET DE TENIR COMPTE DE CONTRAINTES SUPPLEMENTAIRES TELLES QUE LA STABILITE DE LA COULEUR DU VERRE TRAITE QUAND ON S'ECARTE DE L'INCIDENCE NORMALE OU QUAND LE VERRE EST RECOUVERT D'UNE COUCHE DE POLLUTION
