Physique
Gap states density measurement in copper oxide thin films
The density of gap states near the Fermi level have been measured in copper oxide (CuO) thin ?lms deposited by spray pyrolysis technique. The measurement method is based on the exploitation of the current–voltage characteristics of the space charge limited current (SCLC) measured in a sandwich Au/CuO/Au structure. The measured gap states density is equal to 1.5x1014cm-3 and 2.0 x1014 ev-1 respectively in films prepared at 300 and 400 °C substrate temperature, while the defect position are located at 16 and 20meV above Fermi level. The carriers mobility and concentration are also determined from SCLC, the obtained results are in good agreement with Hall effect measurement ones. Voir les détails
Mots clés : Density of states Thin ?lms Spray pyrolysis Solar cells
Sulfide precursor concentration and lead source effect on PbS thin flms properties
Lead sul?de (PbS) thin ?lms were synthesized using chemical bath deposition (CBD). Bath solutions are formed of various concentrations of thiourea, sul?de source, ranged from 0.6 to 1.2 M and two different salts as Pb source (lead acetate and lead nitrate). From the growth mechanism, we inferred that PbS is formed through the ion by ion process when using acetate lead source, while, using nitrate source yields to ?lms growth through the complex decomposition process. Due to the difference in the involved growth process, lead acetate produces ?lms with larger crystallite size (from 4 to 16 nm), smooth and dense ?lms. However, lead nitrate produces rough ?lms with smaller crystallite size (from 1 to 4 nm).Increasing the thiourea concentration results in crystallinity improvement when using lead acetate and, oppositely, in crystallinity degradation when using lead nitrate. Due to the quantum effect caused by the small crystallite sizes, the ?lms optical gap is varied from 0.5 to 0.9 eV. Voir les détails
Mots clés : Thin ?lms Lead sul?de Chemical bath deposition
One-dimensional Parametric Study of Damage Detection in a Solid Material using a Nonlinear Wave Modulation Spectroscopy (NWMS) Technique.
Nonlinear Wave Modulation Spectroscopy (NWMS) is one of the most powerful techniques used to detect damage in materials. It consists in simultaneously applying two continuous waves with different frequencies, the one high, f2, and the other low, f1. When the material is damaged, the frequency spectrum exhibits harmonics and sidebands which are located at (f2 + f1) and (f2 - f1). This paper presents a parametric simulation study of the nonlinear propagation of elastic waves in solid media, which can be represented by a one dimensional mass-spring system. The system of motion equations is resolved by a fourth order Runge-Kutta iterative method. A quadratic nonlinearity can be introduced locally in the system at any spring. The objective of the paper is to highlight the ability of the nonlinear acoustic methods, especially the NWMS (Nonlinear Wave Modulation Spectroscopy), to detect damages in solid material. The study of the evolution of the sidebands amplitude, according to the low frequency of the wave (pump wave), f1, in cracked and intact material will be presented. It is shown that this amplitude reaches a maximum when the pump frequency corresponds to a resonance frequency of the system. In addition, the study shows the strong dependency of the resulting frequency spectrum of the received signal upon the nonlinearity magnitude as well as the rigidity of the simulating crack spring. Voir les détails
Mots clés : Nonlinear Modulation Spectroscopy, Damage detection, nonlinear wave propagation simulation
étude des propriétés structurales, électroniques, optiques et thermodynamiques des alliages ternaires Al1-xBxP, Al1-xBxAs, Al1-xBxSb
Dans ce travail, des calculs de premier principe ont été effectués sur les propriétés structurales, électroniques, optiques et thermodynamiques des alliages ternaires Al1-xBxP, Al1-xBxAs et Al1-xBxSb. La méthode des ondes planes augmentés et linéarisées basée sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) a été utilisée. Le potentiel d'échange et de corrélation est traité par l'approximation du gradient généralisé (GGA) employant la paramétrisation de Wu- Cohen (WC).En outre, l’approximation de Becke-Johnson (mBJ) a été utilisée pour calculer les propriétés électroniques. L'effet de la composition sur la constante du réseau, le module de compressibilité, le gap énergétique et l'indice de réfraction a été étudié. Les déviations des constantes du réseau par rapport à la loi de Végard et des modules de compressibilité par rapport à la loi de dépendance linéaire (LCD) ont été observées pour ces alliages.Les origines microscopiques du facteur de ‘’bowing’’ du gap énergétique ont été expliquées par l’approche de Zunger. La stabilité thermodynamique de ces alliages a été expliquée en calculant le diagramme de phase. Voir les détails
Mots clés : DFT, FP-LAPW, WC-GGA, mBJ
Contrôle Non-Destructif, par la Technique Ultrasonore, Des Matériaux Composites
Ce travail a pour but d'affiner deux techniques ultrasonores utilisées pour le contrôle non-destructif des matériaux composites. Nous nous sommes intéressés dans un premier temps à caractériser un défaut du décollement qui peut apparaitre dans une structure composite complexe de type aéronautique par ondes guidées de Lamb. Il s'agit d'une structure sandwich constituée par deux peaux en aluminium et d'un noyau à nid d'abeille métallique. Une étude théorique de la propagation des ondes guidées de Lamb dans une plaque d'aluminium a permis de prédire la sensibilité des deux premiers modes S et A au décollement qui se produit entre la plaque d'aluminium (peau) et le noyau. Des expériences ont été réalisées afin d'étudier l'interaction des modes S0 et A0 avec le décollement, et cela pour des fréquences basses. Le mode S0 a été testé pour plusieurs fréquences, ainsi il a été comparé au mode A0 en terme de sensibilité pour une fréquence de 500 KHz. Il ressort de cette étude que la sensibilité d'une onde guidée de Lamb au défaut de décollement dépend, de la composante transversale du déplacement à la frontière de la peau. Dans un second temps, nous nous sommes focalisés sur le contrôle des matériaux composites à matrice polymère à fibres de verre par la technique d'émission acoustique. Dans cette partie, deux problématiques ont été abordées. La première consiste à développer une nouvelle technique basée sur la représentation parcimonieuse des signaux pour discriminer les signaux d'émission acoustique représentatifs des différents mécanismes d'endommagement. Cette technique consiste à établir un modèle sous forme d'un dictionnaire de formes d’ondes spécifiques aux mécanismes d'endommagement qui sont susceptible d'apparaitre dans les composites étudiés. A cet effet, l’étude a été basée sur des essais élémentaires effectués sur des éprouvettes modèles permettant d’isoler un mécanisme source. En particulier, les éprouvettes en résine époxy ont permis de générer les mécanismes associés à la fissuration matricielle. Les éprouvettes en composites unidirectionnels, sollicitées à 90°, 45° par rapport à l’orientation des fibres, ont permis de générer les mécanismes d’endommagement les plus émissifs, à savoir : la décohésion fibre/matrice, la microfissuration matricielle et la propagation de fissures. Une analyse des signaux enregistrés en appliquant des méthodes avancées en traitement du signal a permis de distinguer les différentes signatures acoustiques ainsi de rassembler des signaux ayant des caractéristiques similaires. Ces derniers sont utilisés pour l'apprentissage du dictionnaire. La procédure de classification proposée a été examinée sur les signaux d'apprentissage ainsi sur des signaux tests. Cette étude a montré l'intérêt apporté par les représentations parcimonieuses des signaux pour les suivis des mécanismes d’endommagement dans les matériaux composites. La deuxième problématique concerne l'amélioration de l'analyse des signaux d'émission acoustique. Cette étude avait pour but d'incorporer les signaux d'EA de très faible amplitude dans le processus d'analyse et de caractérisation de l'endommagent. Ces signaux, considérés habituellement comme sources de bruit sont recueillis en fixant le seuil d'acquisition du système d'EA à une valeur inférieur à l'amplitude maximale de bruit en registré. Ce travail a nécessité d'une part, l'emploi d'une technique de débruitage qui permet d'améliorer le rapport signal à bruit des signaux, et d'autre part de séparer les signaux de bruit réel à ceux liés aux sources d'endommagement. En particulier, une méthode de débruitage par la transformée en ondelettes continue en utilisant une technique de seuillage doux a été proposée. En outre, les signaux associés au bruit réel sont identifiés à l'aide du critère S.F.M (Spectral Flatness Measure). Cette procédure a offert la possibilité d'explorer des signaux précurseurs auparavant inaccessibles. Voir les détails
Mots clés : Guided Lamb waves, non destructif testing, acoustic emission, continuos wavelet
Interaction D'un faisceau acoustique avec une interface liquide-solide rugueuse. Application aux plaques rugueuses périodiques
A travers ce travail de thèse deux principaux objectifs sont visés: (a) la possibilité de détecter expérimentalement l'existence d’une rugosité sur une structure immergée et (b) l’étude de la sensibilité de la méthode proposée. L’étude expérimentale principale porte sur la propagation des ondes de Lamb dans une plaque d’aluminium immergé dans l'eau présentant un réseau de stries périodique sur l’une de ses faces. Il est montré que les ondes réfléchies/converties rayonnées dans l'eau sont détectables bien que leurs énergies soient petites. La relation de phonon est vérifiée pour les modes de Lamb incident et réfléchi/converti pour le réseau immergée. Les coefficients d’atténuation des modes de Lamb incidents se propageant dans la plaque à travers le réseau de stries et rayonnés dans l’eau sont évalués dans le cas de la plaque immergée. Voir les détails
Mots clés : Plaques rugueuses, réseau de stries périodiques, Ondes de Lamb, conversion de mode, relation de phonon, première zone de Brillouin, énergie transportée par un mode de Lamb.
Etude de champs ultrasonores rayonnés dans les solides isotropes :Application à la détection de défauts par déconvolution spatio-temporelleet par ondes longitudinales subsurfaciques
Le travail présenté dans cette thèse consiste en l’étude de la propagation des ondes ultrasonores dans les solides isotropes et l’application de cette étude à la détection des défauts par déconvolution spatio-temporelle et par ondes longitudinales subsurfaciques (LCR). L’objectif de la 1ère application est de proposer des procédures permettant de déconvoluer les effets de la propagation afin d’identifier celui lié au défaut. Les résultats obtenus sur les signaux simulés et expérimentaux sont très satisfaisants. L'objectif de la deuxième application était la caractérisation de l’onde LCR. Cette onde a été utilisée pour la détection de défauts de surface. L’étude a montré que les ondes LCR étaient sensibles aux défauts surfaciques qui présentent une grande profondeur. Voir les détails
Mots clés : Aluminium, défauts déconvolution, spatio-temporelle, ondes longitudinales subsurfaciques (LCR).
Etude des composés n-ZnO et p-ZnO et leur application en optoélectronique
This work entitled "Study of compound ZnO for optoelectronics applications"high lights the physical and chemical properties of this compound II-VI include infamily of transparent oxides. The P-type doping in addition to its N-type doping allows to study the junction ZnO-P-N for its use as a laser diode in the ultraviolet spectrum for these multiple technological applications. The optical confinement of laser radiation within the active layer of the junction is achieved through the use ofproperties of Zn1 -xMgXO compound which changes in the refractive index according to the proportion x of Mg . The use of rate equations of the semiconductor laser will enable us to simulate the operation of the laser diode with regard to fluctuations of the optical signal in time and in the generation of the modulated spectral emission inamplitudes and frequencies centered both on the wavelength λ = 380 nm. Voir les détails
Mots clés : ZnO, semi-conducteur ZnO, Dopage de ZnO, Diode laser
Etude des propriétés structurales, élastiques, électroniques,et optiques des matériaux CuS et CuTe par la méthodeFP-LMTO
Nous avons présentés Dans ce travail, une étude théorique par modélisation des propriétés structurales, élastiques, électroniques, et optiques du composé CuS sous la structure Hexagonale et du composé CuTe sous la structure orthorhombique. Les calculs ont été effectués par la méthode (FP-LMTO) qui se base sur le formalisme de la fonctionnelle de la densité (DFT), en utilisant les approximations de la densité locale (LDA) et du gradient généralisé (GGA). Les propriétés structurales telles que les paramètres de maille (a) et les modules des compressibilités et ses dérivés (B0 et B’), sont calculés dans les phases hexagonale et orthorhombique respectivement. Les résultats trouvés sont en accord avec ceux avancés par l’expérience, ainsi que d’autres calculs théoriques .L’étude des propriétés électroniques du CuS,et CuTe nous a mené a des valeurs du gap d’énergie calculé par les deux approximations LDA et GGA, sont en accord avec ceux d’autres calculs.A fin de comprendre les propriétés optiques nous avons calculés la fonction diélectrique Voir les détails
Mots clés : DFT, FP-LMTO, GGA, LDA, CuS, CuTe
THE INFLUENCE OF ZnCl2 CONCENTRATION ON THE MORPHOLOGY OF THE ZnO DEPOSIT OBTAINED BY ELECTRODEPOSITION
Zinc oxide (ZnO) thin film and nanostructures have great potential for applications in the fields of optoelec-tronic, sensor devices and solar cells (photovoltaic). In this work, zinc oxide nanowires and thin films were electrodeposited on molybdenum substrates. Electrochemical deposition was performed with hydrogen peroxide as hydroxide ions source, the applied potential was -1.03 V versus silver-silver chloride electrode (Ag/AgCl), during 45 minutes at room temperature. The morphology and structure characterizations of nanowires and thin films of ZnO were carried out by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The resulting thin films and nanowires have a good crystallinity and had a high c-axis orientation. As the electrodeposition parameters have significant influence on the morphology the deposits, the concentration of ZnCl2 played a key role in this process. More researches can be performed by electrochemical deposition of ZnO on other substrates (copper, silicon, etc.) under ambient conditions and with different ZnCl2 concentration. Voir les détails
Mots clés : : ZnO, Thin films, nano-wires, electrochemical deposition