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CONTRIBUTION A L’ÉTUDE DE PHOTORÉCEPTEURS RAPIDES. CAS DU PHOTODÉTECTEUR MÉTAL-SEMICONDUCTEUR-MÉTAL SUR MATÉRIAU III-V.
(2012-11-25) ZEBENTOUT ABDEL DJAWAD BOUMEDIENE; Encadreur: BENSAÂD ZOUAOUI; Co-Encadreur: D. DECOSTER
Résumé : Dans ce travail, l’influence des paramètres dimensionnels sur le courant d’obscurité et le photocourant du photodétecteur Métal-Semiconducteur-Métal (MSM) interdigité et monoélectrode a été mise en évidence. Des photodétecteurs MSM de différentes grandeurs ont été réalisés sur GaAs (N.I.D) en utilisant le procédé de lithographie électronique. En obscurité, les caractérisations I (V) en DC en polarisation directe et inverse montrent la bonne symétrie des courbes, ce qui a révélé le bon fonctionnement des composants et la bonne réalisation des contacts Schottky. L’application d’une fibre lentillée couplée à un laser de longueur d’onde 0.8 µm et de puissance 16 mW pour un éclairement par le dessus des photodétecteurs MSM a permis de mesurer le photocourant et de voir son évolution et l’effet de variation d’impédance suivant les géométries des structures utilisées. Beaucoup d’investigations ont été faites pour l’utilisation des photoconducteurs dans la photocommutation en hyperfréquence. Dans cette optique, nous avons introduit les photodétecteurs MSM à contact Schottky dans le ruban central des lignes coplanaires afin de réaliser des commutateurs commandés optiquement sans polarisation appelés photo-interrupteurs. La caractérisation de ces composants en obscurité et sous éclairement nous a permis d’obtenir des rapports On/Off de 26 dB à 20 GHz et 28 dB à 25 GHz. Ces composants présentent un bon isolement en obscurité et de faibles pertes d’insertion ce qui est une alternative aux photo-interrupteurs réalisés sur GaAs basse température employés généralement à cet usage. Mots clés : Photodétecteur Métal-Semiconducteur-Métal (MSM), Arséniure de Gallium (GaAs), Contact Schottky, Ligne coplanaire, Photo-commutateur Hyperfréquence. Abstract : In this work, we present the influence of dimensional parameters on dark current and photocurrent of Metal-Semiconductor-Metal photodetector (MSM) of interdigitated and monoelectrode structure. MSM photodetectors of different sizes have been fabricated on GaAs (N.I.D) using the method of electron beam lithography. In darkness, the DC characterizations in reverse and forward bias show good symmetry of curves, which show the good performance of components and successful fulfillment of the Schottky contacts. A lensed fiber coupled to a laser wavelength of 0.8 µm and 16 mW powers for illumination from the top of MSM photodetectors was used to measure the photocurrent and see its evolution and the resistance effect following the shapes of the structures used. Many investigations have been made for the use of photoconductors in photoswitching in microwave. To this end, we introduced Schottky MSM photodetectors in the central strip of the coplanar lines in order to achieve optically controlled switches without bias photo-switches. The characterization of these components in dark and under illumination allowed us to obtain On/Off ratio of 26 dB at 20 GHz and 28 dB at 25 GHz. These components have good insulation in darkness and low insertion losses which can be an alternative to photo-switches made on low temperature GaAs generally used for this purpose. Keywords: Metal-Semiconductor-Metal (MSM) photodetector, Gallium Arsenide (GaAs), Schottky Contact, Copanar line, Microwave photoswitche.
A Genetic Approach for Optimal Registration in Medical and Satellite Imaging
(2012-12-11) MESKINE Fatiha; TALEB Nasreddine
Résumé : Le recalage d'image est une tâche essentielle utilisée en traitement d'image pour correspondre à deux ou plusieurs images prises à des moments différents, par des différents capteurs, ou depuis de points de vue différents. Il a trouvé des applications dans de nombreuses applications réelles telles que la télédétection, l'analyse d'images médicales, vision par ordinateur et reconnaissance de formes. L'objectif est de trouver dans un espace de recherche énorme de transformations géométriques, une solution acceptable précise dans un délai raisonnable. Dans cette thèse, on présente une méthode de recalage des images en utilisant les algorithmes génétiques comme méthode d’optimisation pour la recherche des meilleurs paramètres d’une transformation rigide. Récemment, un grand nombre de techniques ont été développées telle que les approches multi-résolutions. Dans ce cadre, nous présentons un algorithme de recalage des images hybride qui utilise des algorithmes génétiques combinant la Transformée non sous-échantillonnée du Contourlette appelé NSCT. L’algorithme est appliqué sur variété de types d’images : SPOT, IKONOS et radar et les résultats sont satisfaisantes. Dans une autre contribution, nous avons développé une méthode de recalage de points 2D. La procédure consiste à aligner deux ensembles de données par le biais d'une méthode robuste pour obtenir la meilleure correspondance entre les points. Le problème d'optimisation est également résolu par l'algorithme génétique. Les résultats montrent l'efficacité de cette méthode pour le recalage des images satellitaires ainsi que des images médicales. Mots clés : Recalage d’images, algorithme génétique, images satellitaires, la transformée contourlette redondante, recalage de nuages de points, images médicales. Abstract: Image registration is a fundamental task used in image processing to match two or more images taken at different times, from different sensors or from different viewpoints. It has found applications in numerous real-life applications such as remote sensing, medical image analysis, computer vision and pattern recognition. The objective is to find in a huge search space of geometric transformations, an acceptable accurate solution in a reasonable time. In this thesis, we have developed a global optimal method in order to get a registration approach with high accuracy based on the application of Genetic Algorithms. Recently, many techniques have been developed such as multi-resolution approaches. In this context, we present a hybrid algorithm for image registration using genetic algorithms combining within a multi-resolution framework based on the Non-Subsampled Contourlet Transform (NSCT). To demonstrate the effectiveness of these methods, these registration techniques have been successfully applied to register SPOT, IKONOS and Synthetic Aperture Radar (SAR) images. In another contribution, we have developed a 2D point set registration. The procedure focused on aligning two data sets through a robust method in order to obtain the best correspondence between points. The registration optimization problem is also solved by a genetic algorithm method. The results show the efficiency of this method for registration of satellite images as well as medical images. Keywords : image registration, genetic algorithms, satellite images, nonsubsampled ontourlet transform, point set registration, medical images.
Etude des Nano-composants Nitrures/substrat III/V à base d'arséniure de gallium - caractérisation électrique et modélisation associées
(2012-12-19) ZOUGAGH NABIL; Encadreur: BENAMARA Zineb; Co-Encadreur: H. MAZARI
Résumé : Ce travail se rapporte sur l'étude des structures à base de nitrures de galium, réalisé sur des substrats de GaAs en vue de réalisation de composants électroniques en particulier l'étude d'hétéro-structures nitrures/matériaux III-V appliqués dans des domaines optoélectroniques qu’à la réalisation de transistors hyper fréquence. Il permet de fabriquer des composants stables à hautes températures et à hautes fréquences. Pour mieux comprendre les phénomènes physiques et technologiques mis en jeu pour le fonctionnement de tels dispositifs nitrures/III-V et avoir la possibilité d’optimisé ces dernier, nous avons élaboré une série des échantillons de GaAs nitrurées à différentes épaisseurs comparés à un échantillon témoin (GaAs), à l’aide de spectroscopie, des électrons Auger (AES) et des photoélectrons X (XPS) avant d'être analysées in-situ par des mesures électriques I (V) et C(V). Les caractéristiques électriques effectués sur ces structures nous ont permis de déterminer les différents paramètres électriques, tels que le courant de saturation Is, le facteur d’idéalité n, la résistance série RS, la tension de diffusion Vd ainsi que le dopage Nd. Ces paramètres diffèrent d’un échantillon à l’autre. Une modélisation précède l’extraction de ces paramètres pour savoir quel modèle de conduction est prédominant dans nos structures à étudié. Les résultats obtenus confirment que nos structures sont de type diode Schottky. Mots clés : Nitruration, Caractérisations électriques, Hétéro-structures, GaN/GaAs Recuit, modélisation. Abstract : This work presents the study of the effect of a thin gallium nitride (GaN) layer, deposited on GaAs substrate. Auger electron spectroscopy (AES) and X-ray electron spectroscopy were used to follow the different steps of the nitridation process. The electrical characteristics I(V) and C(V) measurements, associate with a modeling are realized. The I(V) characteristics of these structures show the behavior of rectifying contacts. According to I(V) characteristics, a sufficiently high thickness of the GaN layer followed by an annealing of the GaN/GaAs structure improves the conduction phenomena of the current. Keywords : GaN, Electrical Characterization, Modeling, Schottky Diode.
Contribution l’étude des propriétés électroniques, structurales, et optique du ternaire GaNAs et du quaternaire InGaNAs par la méthode FP-LAPW
(2015-10-22) ZIANE Mohamed Issam; Encadreur: BENSAAD Zouaoui
Résumé (Français et/ou Anglais) : L'électronique et plus particulièrement l'optoélectronique est présente dans de multiples domaines et prend une place de plus en plus importante surtout dans les systèmes de télécommunications par fibres optiques et de conversion d'énergie. Le développement rapide de l'optoélectronique n'aurait pas eu lieu sans une excellente connaissance des matériaux utilisés. L'étude des matériaux semi-conducteurs occupe donc une place particulière depuis quelques années et représente toujours l'étape essentielle dans la conception de n'importe quel dispositif optoélectronique. Le but du présent travail est de contribuer à l'étude des propriétés structurales, électroniques et optiques des matériaux GaAs, GaN, InAs et InN et de leurs alliages ternaire InGaAs, InGaN, GaNAs et InNAs et quaternaire InGaAsN par le biais de la méthode d'ondes planes augmentée linéarisée (FP-LAPW) basée sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). La méthode FP-LAPW est implémentée dans le code de calcul WIEN2K approprié à la modélisation des solides.
Simulation de la conduction dans les dispositifs à semiconducteurs à durée de vie et à relaxation, comparaison des caractéristiques I(V)
(2015-11-26) NOUAR Fadila Souad; Encadreur: AMRANI Mohammed
:الملخص (بالعربية) ملخص يتمثل هدفنا في إنشاء جهاز محاكاة ثلاثية الإبعاد لدراسة المكونات مع هندسة منخفضة التصميم ويسمح بتحديد في حجم البنية التوتر، التوزيعات للإلكترونات والثقوب يتم الحصول على التركيزات من خلال حل عددي لمعادلات ا لنقل الكهربائي و معادلات يواسون تعتمد النسخة الأصلية على محاكاة أشباه الموصلات مدى الحياة يتركز عملنا على إجراء مقارنة بين أشباه الموصلات مدى الحياة والاسترخاء في وضع التوصيل، من خلال خلق جهاز محاكاة أكثر تطورا لمقارنة هدين النوعين من أشباه الموصلات، نعتبر قيمتين مختلفين جداً لمدى الحياة 0τ يعتمد أسلوب الحل على استخطاط معادلات النقل بواسطة أسلوب الفروق المنتهية. لحل المعادلات الغير الخطية نعتمد على خوارزمية نيوتن ،و لكن بسبب التباعد في حالة عدم وجود قيم أولية ملائمة، فضلنا حساب هده الأخيرة عن طريق خوارزمية قومال ، و من ثمة خلق طريقة جديدة ،تتمثل في دمج خوارزميتي نيوتن و قومال، و التخفيض من الوقت لإجراء الحسابات. للتحقق من صحة النموذج، أجرينا اختبارات المحاكاة على صمام ثنائي طويل من نوع .PIN كلمات مفتاحية أشباه الموصلات مدى الحياة والاسترخاء، محاكاة ثلاثية الإبعاد، خوارزمية نيوتن، خوارزمية قومال Résumé (Français et/ou Anglais) : Our objectif consists in creating a 3D three-dimensional simulator conceived for the study of components with low geometry of conception, allows determining in the volume of a structure, the distributions of potential and the densities of free carries according to a given polarization, by resolution of Poisson ‘s equation as well as both equations of continuity. The initial version can simulate components based on lifetime semiconductor. Our work consists in making a comparison between lifetime and relaxation semiconductors in the conduction mode, with the aim of creating a more developed simulator. We consider the case corresponding to two values very different from diffusion lifetime τ0 which is a measure of the life expectancy in diet of transport, corresponding to two different semiconductor, lifetime and relaxation SC. The method of resolution consists of a linearization of the equations of transport by the method of a finite difference. The algorithm adapted to the resolution of the not linear equations and strongly coupled ensuing from the physical model is the one of Newton Raphson, However to allow better one convergence and consequently an improvement in the weather of 3D calculation often prohibitive, a combined method, integrating at the same time the algorithm of Newton and that of Gummel was finalized. The tests of simulation for the validation of the model are made on the long diodes of type PIN. Key words: Lifetime semiconductor, relaxation semiconductor, three-dimensional Simulation, Newton algorithm, Gummel algorithm.
Turbo LDPC codes non-binaires associés à des modulations d'ordre élevé
(2016-06-21) MOSTARI Latifa; Encadreur: BOUNOUA Abdennacer; Co-Encadreur: TALEB-AHMED Abdelmalik
Résumé (Français et/ou Anglais) : Les codes LDPC (Low-Density Parity-Check) binaires ont une capacité s’approchant de la limite de Shannon pour des blocs de donnée de grande taille. Cependant, ces codes ont l'inconvénient d’être moins efficaces pour des blocs de donnée de taille faible ou moyenne. De plus, l’association de codes LDPC binaires avec des modulations d’ordre élevé le rendre aussi moins efficaces. Les codes LDPC non-binaires, définis sur des corps de Galois d’ordre q > 2, permettent de résoudre ces problèmes. Le décodeur LDPC doit fonctionner en décisions douces calculées à l'aide du LLR (Log-Likelihood Ratio) ou de l'APP (A Posteriori Probability) selon le type d'algorithme de décodage utilisé. Le calcul exact de ces décisions pour des modulations d'ordre élevé implique des opérations compliquées. Plusieurs algorithmes ont été introduits afin de simplifier le calcul du LLR pour les codes binaires. Dans ce travail, nous utilisons ces algorithmes pour simplifier le calcul du LLR pour les codes LDPC non-binaires. Ainsi, une méthode pour simplifier le calcul de l'APP est introduite. Elle est programmée afin d’adapter le plus parfaitement possible le système de transmission au type de canal considéré. Cette méthode conduit à simplifier la mise en œuvre du système. Bien que les codes LDPC non-binaires soient de bons codes correcteurs d'erreurs pour un système utilisant une modulation d'ordre élevé, la concaténation des codes LDPC avec un décodage itératif est encore attrayante pour construire des codes correcteurs d'erreurs puissants. Dans ce travail, nous étudions une concaténation de deux codes LDPC binaires, réguliers et identiques, disposés en parallèle à travers la structure turbo-code proposée par Berrou et autres. Ainsi, nous proposons, sous la même structure proposée par Berrou et autres, un nouveau code correcteur d'erreurs appelé turbo LDPC code non-binaire.
Codage espace-temps dans les systèmes MIMO en utilisant les polynômes d’Hermite
(2016-11-03) NAAR Djilali; Encadreur: BOUZIANI Merahi
Résumé (Français et/ou Anglais) : Résumé : Les communications sur le canal radio-mobile se sont fortement développées ces dernières années, aussi bien en terme de nombre d’utilisateurs que de débit par utilisateur. Ceci entraîne la saturation des ressources radiofréquences dans les lieux de forte population. Dès lors, il existe une forte demande pour augmenter l’efficacité spectrale de ces communications. D’un autre côté, les transmissions via le canal radio-mobile sont fortement pénalisées par les évanouissements du signal, dus à la fois aux trajets multiples et aux interférences entre symboles. Pour pallier ces deux inconvénients, une solution a été étudiée depuis quelques années. Il s’agit d’une architecture de transmission basée sur l’utilisation de plusieurs antennes à l’émission et à la réception. Ces architectures, dites MIMO ( Multiple Input Multiple Output ), ont été développées dans un souci d’augmenter la capacité du canal. Elles permettent d’atteindre à la fois de très hautes efficacités spectrales et lutter efficacement contre les évanouissements du signal. L’idée générale est de tirer profit de la dimension spatiale du canal et d’exploiter les trajets multiples plutôt que de les supprimer. Par ailleurs, les techniques dites multiporteuses contribuent elles aussi dans l’amélioration de l’efficacité spectrale des systèmes de communications. Lorsque ces porteuses sont orthogonales entre elles on parlera alors de l’OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing ) qui est combiné avec le MIMO on obtiendra les systèmes MIMO-OFDM. Il s’agit dans le cadre de cette thèse de tester de nouvelles formes d’ondes (orthogonales) dans le codage spatio-temporel des systèmes MIMO-OFDM. En effet, dans le système MIMO-OFDM, un mapping des symboles à transmettre est effectué au niveau de l’émetteur. Ce mapping consiste à transmettre en même temps des signaux différents sur plusieurs antennes. Ces signaux sont, de préférence orthogonaux. La réception est faites sur plusieurs antennes. L’avantage de cette technique est la décorrélation qu’on a entre les différents signaux reçus. Plusieurs formes de signaux orthogonaux seront testées dans le but d’améliorer les performances des systèmes MIMO-OFDM.
Effects of Codes and Subcarrier Interleaving on Multi-code Multicarrier CDMA System
(2016-11-08) ZOUGGARET Abdelhak; Encadreur: DJEBBARI Ali
الملخص(بالعربية) ثمة حاجة لأنظمة الاتصالات اللاسلكية في المستقبل لنقل البيانات بمعدلات بث عالي، وهذا ما يحفز الباحث للعمل على التكنولوجيات الجديدة للجيل القادم من أنظمة الاتصالات اللاسلكية المتنقلة يعتبر نمتعدد الرمز متعدد الناقل CDMA (MC-MC-CDMA) كمرشح قوي نظرا لقدراتها لتقليل تلاشي تردد والتداخل الوصول المتعدد (MAI). هذه طريقة تجمع بين تقنيات الوصول متعددة CDMA،(MC-CDMA) و متعدد الرمز CDMA (Multi-CodeCDMA ).حيث تركز هذه الأطروحة البحثية حول تأثير التداخل في تنوع الوقت وتنوع التردد في نظام MC-MC-CDMA هذه الرسالة اولا تحلل النظام MC-MC-CDMA وتدرس نسبة خطأ البت (BER) على أساس عدة عوامل مثل: عدد المستخدمين، وعدد الرمز، ونوع الموحد بعد ذلك، تقدم هذه الأطروحة نوع جديد من التداخل فيالوقت و التردد في نظام MC-MC-CDMAالذي يسمح بتنوع ثنائي الأبعاد في كل من الوقت والتردد. مما يمكننا من تنفيذ تداخل ثنائي الأبعاد داخلتنوعالوقت وتنوع التردد.نتائج المحاكاة تبرهن أن الطريقة المقترحة تعطي أداء أفضل في (BER). أيضا، نلاحظ أن (BER) كل من التداخل 2D-رئيس والتداخل2D-عشوائي متشابهة.اضافة على ذلك، فإن المكسب من التداخل أكبر في تنوع التردد منتنوع الوقت. وأخيرا، نصل إلى أفضل ذروة نسبة إشارة الضوضاء (PSNR) عندما نقوم بنقل الصور (الملونة، أبيض وأسود) من خلال تقنية المقترحة Résumé (Français et/ou Anglais) : Abstract Future wireless communication systems are required to transport data at much higher bit rates and this motivates a researcher to work on the new technologies for the next generation of wireless mobile communication systems. Multi-code Multi-carrier CDMA (MC-MC-CDMA) has emerged as a powerful candidate due to its capabilities of minimizing frequency selective fading and Multiple Access Interference (MAI).This transmission method combining the multiple access technologies (CDMA), to those multiple codes and multiple carriers. This research thesis focuses on the effect of interleaving in time and frequency diversity in MC-MC-CDMA system. This thesis first analysesthe MC-MC-CDMA system and investigates the Bit Error Ratio (BER) performance on the basis of several factors such as:users number, M-ary symbol number, code sequence and combiner type. Next, this thesis presents a new time-frequency interleaving in a MC-MC-CDMA system, which allows two-dimensional spreading in both time and frequency domains.Our contribution consists in implementing a two-dimensional interleaving inside the time and frequency diversity. We demonstrate via simulation results that the proposed method yields better performances in BER. Also, we observe that BER of both the 2D-prime interleaving and the 2D-random interleaving are similar. Furthermore, the interleaving gain is larger in a frequency-diversity than time-diversity. Finally, we reach better Peak Signal to Noise Ratio (PSNR) when we transmit images(color, black and white) through the proposed technique.
Etude du comportement électrique des structures à base de composé de l’élément III-nitruré: Au/GaN
(2016-11-17) KHELIFI RESKI; Encadreur: H. Mansour-Mazari; Co-Encadreur: S. Mansouri
Résumé Aujourd’hui, les semiconducteurs à large bande interdite tels que les nitrures s’élément III (GaN, InN et AIN) sont les candidats idéaux pour réaliser un nouveau saut technologique. Leurs propriétés physiques en font des matériaux sans concurrents pour un grand nombre d’application dans des environnements hostiles (hautes températures, hautes puissances et hautes fréquences). Parmi ces semiconducteurs, on peut citer le nitrure de gallium (GaN) qui est beaucoup étudié en raison de son important potentiel dans les dispositifs électroniques comme les diodes, les transistors, les capteurs et les cellules solaires. Le travail de cette thèse se rapporte sur la recherche d’informations concernant le substrat GaN autosupporté (freestanding). Les procédures expérimentales adoptées et les résultats expérimentaux obtenus par les caractérisations électriques sur les structures Au/n-GaN autosupporté telles que les caractéristiques courant-tension I(V), capacité-tension C(V), capacité-fréquence-tension C-f-V et conductance-fréquence-tension G-f-V associés à de modestes interprétations. La simulation des caractéristiques I(V) en comparaison avec la caractéristique expérimentale a montré la prédominance du courant tunnel dans les mécanismes de transport pour la structure Hg/n-GaN et du courant thermoïonique pour la structure Au/n-GaN. La simulation des caractéristiques C(V) a montré que les caractéristiques théoriques des structures Hg/n-GaN et Au /n-GaN rejoignent les caractéristiques expérimentales pour des tensions, comprises entre -0.25 V et -1.2 V. Un pallié apparait au voisinage de zéro volt dû à une accumulation de charge en surface ou à la résistance série. Au delà de -1.2 V les caractéristiques simulées s’éloignent des caractéristiques expérimentales indiquant probablement la présence de défauts dans le volume de GaN. Ces défauts sont de types donneurs avec un nombre important et une répartition de plusieurs niveaux à l’intérieur de la bande interdite. Mots clé: GaN autosupporté, modélisation, I(V), C(V), C-f-V, G-f-V.
Caractérisation et simulation des dispositifs à base de matériaux appartenant à la filière des nitrures de l’élément III
(2016-12-07) MOSTEFAOUI MOHAMMED; Encadreur: Mansour-Mazari Halima; Co-Encadreur: Mansouri.S
Résumé (Français et/ou Anglais) : Résumé Les matériaux nitrurés d’éléments III tels que le nitrure de gallium (GaN) et ses alliages sont de très bons candidats pour la réalisation de composants de puissance travaillant en hautes fréquences. En effet ces matériaux présentent des propriétés physicochimiques intéressantes et la technologie des composants de puissance, tels que les transistors à haute mobilité électronique (HEMT), est basée sur ce type de matériau. Cependant la technologie, utilisée dans la fabrication de ces derniers, est encore mal maitrisée, le matériau présentant des défauts lors de sa croissance (impuretés, défauts cristallins,…..) induit un disfonctionnement des structures. Dans ce travail de thèse, nous nous sommes particulièrement intéressés à l’étude des mécanismes physiques responsables du dysfonctionnement des transistors HEMTs à base d’hétérostructure AlGaN/GaN sur substrat SiC. Le travail de cette thèse comporte des résultats obtenus par caractérisations électriques suivis d’une comparaison avec les résultats obtenus par simulation analytiques. Nous avons effectué des caractérisations électriques courant-tension et capacité-tension sur deux transistors à structures HEMTs: le KQ031 et le AEC1388. La caractérisation courant-tension Ig(Vgs) est effectuée à différentes températures tandis que la caractérisation capacité-tension Cgs(Vgs) est effectuée à température ambiante seulement. L’analyse des caractéristiques obtenues, nous a permis de repérer certaines anomalies de comportement de ces dispositifs. Les caractéristiques de sortie ont montré un meilleur comportement des structures KQ031(Al0.28Ga0.72N) par rapport aux structures AEC1388 (Al0.24Ga0.76N). Par contre l’effet d'auto-échauffement est présent dans les deux structures. La confrontation des résultats expérimentaux avec les résultats simulés a décelé, point de vue grille Schottky, la présence de deux diodes en surface pour la structure KQ031(Al0.28Ga0.72N) et une dominance du courant tunnel dans la structure AEC1388 (Al0.24Ga0.76N). Mots clé: Matériaux III-V, Diode Schottky, HEMT, Simulation analytique.
Propriétés électriques et photoélectriques des diodes Schottky à base du matériau GaAs nitruré: Mesures et Simulation
(2017-01-31) Rabehi Abdelaziz; Encadreur: AMRANI Mohammed
الملخص (بالعربية) الغاليوم لديه خصائص فيزيائية المتميزة، تظهرمطابقة تماما في تطبيقات الموجات الدقيقة والالكترونيات والكهرباء ،ولكن أيضا في مجال الإلكترونيات الضوئية (ثنائيات ضوئية ،الثنائيات الليزر) المصلحة من هذه الدراسة هو توصيف ومحاكاة الخصائص الكهروضوئية لوصلة شوتكي Au/GaN/GaAs . والهدف هومعرفة تأثير طبقة نيترة الجاليوم GaN على المعلمات الكهربائية والبصرية للهيكل شوتكي. من اجل المحاكاة قمنا بتطوير برنامج كبيوتر يقوم بحساب التيار الكهربائي لوصلة شوتكي في الضلام و تحت الانارة و يمكننا من مقارنة النتائج المتحصل عليها من المحاكات مع النتائج المتحصل عليها تجريبيا في المخبر. ويستند البرنامج على حل رقمي لمعادلة بواسون و معادلات استمرارية الإلكترونات والثقوب باستخدام طريقة الفروق المحدودة. يتم الحصول على التأثيرالكهروضوئي السطح عن طريق إجراء القياسات الحالية في الظلام و تحت إضاءة .المقارنة بين القياسات التجريبية و قياسات المحاكات تمكننا من دراسة تأثير سلوك التيار الكهربائي و الكهرو ضوئي لوصلة شوتكي Au/GaN/GaAsكما تمكننا من التحقق من صحة النموذج المطور Résumé (Français et/ou Anglais) : Le matériau GaAs présente des propriétés physiques remarquables, apparaissent comme parfaitement adaptés dans les applications hyperfréquences, pour l'électronique de puissance, mais également dans le domaine de l'optoélectronique (diodes photoluminescentes, diodes laser). L’intérêt de cette étude est de caractériser et simuler les caractéristiques photoélectriques d’un contact métal/ GaAs nitruré. Le but est de connaître l’effet de la couche de nitruration GaN sur les paramètres électriques et optiques de la structure Schottky. La simulation en question est de mettre au point un programme de calcul 1D de la tension photoélectrique qui sera comparée à celle obtenue par mesure expérimentale. Le programme est basé sur une résolution stationnaire simultanée de l'équation de Poisson et les deux équations de continuité des électrons et des trous, estimés à l'aide d'une méthode des différences finies. L’effet photoélectrique de surface est obtenu en effectuant des mesures de courant à l’obscurité et sous illumination (lumière). Le fit des mesures expérimentales estimant d’une part les valeurs des différents paramètres électriques et optiques du matériau et d’autres part valider le modèle développé.
Optimisation des paramètres photovoltaïques d’une cellule solaire réalisée à partir de matériaux ternaires ou quaternaires basés sur les semiconducteurs II-VI.
(2017-04-05) KHELIFI SEYF ALLAH; Encadreur: H.Mansour Mazari; Co-Encadreur: A. Belghachi
Résumé (Français et/ou Anglais) : La possibilité d'améliorer le rendement de conversion d’une cellule solaire monocristallin par l’absorption séquentielle de photons a une longue histoire. La cellule la plus efficace est la cellule solaire à bande intermédiaire(IBSC), où ce type de cellules est caractérisé par l’absorption d’une grande quantité de photons (rayons lumineux) par trois bandes d’énergies: la bande de conduction (CB), la bande de valence (VB), et la bande intermédiaire (IB). Contrairement aux cellules solaires conventionnelles (CB, VB). Les cellules solaires à bande intermédiaire peuvent absorber trois photons simultanément qui permet la transition des électrons de la bande de valence (VB)à la bande de conduction (CB), de la bande de valence (VB)à la bande intermédiaire (IB), et de la bande intermédiaire (IB) à la bande de conduction (CB).Les cellules solaire à bande intermédiaire (IBSC) caractérisées par leur efficacité en absorbant des photons de basse énergies a cause de la présence d’une couche intermédiaire (IB) à l’intérieure de la bande interdite (Eg), contrairement aux cellules solaires traditionnelles (VB, CB). Le but de cette étude est de montrer que les cellules solaires à bande intermédiaire (IBSC), telle que (ZnTe (O)) ont une efficacité considérable (rendement de conversion, courant de court circuit) lorsque la concentration en oxygène de la bande intermédiaire (IB) est supérieure à 1019 cm-3, et le niveau d’énergie de la bande intermédiaire être dans l’intervalle (0,4-0,8 eV) au bas du minimum de la bande conduction (CB). Les résultats ont montré que lorsqu’on réduit l'épaisseur des couches (P+-ZnTe, P-ZnTe(O)), les caractéristiques des cellules solaires à bande intermédiaires sont améliorées en comparaison avec des résultats expérimentaux. Mots clé : Simulation des cellules solaires à bande intermédiaire (IBSC), ZnTeO, SCAPS.
Fabrication et Caractérisations Optique et Electrique de Couches Minces de Matériaux Composites de Type (Bi2S3) x – (Ag2S)(1-x)
(2017-07-04) SAHRAOUI Kamel; Encadreur: BENRAMDANE Noureddine
Résumé (Français et/ou Anglais) : Les Performance des cellules photovoltaïques dépendent essentiellement du matériau semiconducteur avec lequel elles ont été fabriquées. Actuellement, le silicium est le semiconducteur le plus utilisé dans la fabrication des cellules solaires. Mais, ce matériau en plus du cout élevé de sa technologie de fabrication il présente des inconvénients liés à ses propriétés physiques qui ne lui permettent d’absorber qu’une partie du spectre solaire. Pour remédier à ces imperfections, les travaux de recherche dans le monde s’orientent vers la recherche de nouveaux semiconducteurs monophasés et composites (à base de plusieurs semiconducteurs) pour améliorer l’efficacité énergétiques des cellules photovoltaïques. Justement, le travail de cette thèse s’inscrit dans cette l’optique de recherche de nouveaux matériaux utilisables dans le domaine photovoltaïque. Pour cela nous avons choisi deux semiconducteurs : le sulfure de bismuth (Bi2S3) et le sulfure d’argent (Ag2S) pour fabriquer un matériau composite de type (Bi2S3) x – (Ag2S)(1-x). Le choix de ces deux semiconducteurs était lié à leurs gaps adéquats pour l’absorption de maximum de photons du spectre solaire. Ses matériaux ont été effectivement fabriqués et testés avec sucée. Ils ont été par la suite caractérisés par différentes techniques de caractérisation telle que la diffraction des rayons X, l’analyse optique, la caractérisation électrique …etc. Les résultats de ces travaux ont été prometteurs.
Conception et implémentation d’une librairie de conteneurs réguliers méta-programmés pour les architectures parallèles, applicable aux systèmes numériques multidimensionnels
(2017-11-13) Zouaoui Chakib Mustapha Anouar; Encadreur: Taleb nasreddine
Résumé (Français et/ou Anglais) : Résumé : Cette thèse présente une nouvelle conception de conteneurs de données multidimensionnels et multiplateforme, particulièrement adaptée pour l’écosystème OPENCL, qui a permis l’élaboration d’une nouvelle librairie que nous baptisons CL_ARRAY. Outre, la simplicité d’utilisation, une sécurité intégrée et une sémantique à typage statique qui caractérisent les conteneurs du CL_ARRAY, nous proposons un concept similaire au ARRAY_VIEW du C++AMP pour formaliser le modèle d’exécution et ou le modèle dépendances à faible grains , par ailleurs et même si les autres librairies qui proposent des conteneurs évolués , ne sont pas adaptées pour l’écosystème OPENCL, nos résultats ont démontré une performance supérieure et une économie mémoire conséquente comparativement à trois librairies de conteneurs les plus populaires auprès de la communauté des développeurs dans le contexte d’applications de l’algèbre multilinéaire. Abstract: This doctoral thesis presents a new metaprogramming library, CL_ARRAY, which offers multiplatform and generic multidimensional data containers for C++ specifically adapted for parallel programming. The CL_ARRAY containers are built around a new formalism for representing the multidimensional nature of data as well as the semantics of multidimensional pointers and contiguous data structures. We also present OCL_ARRAY_VIEW, a concept based on metaprogrammed enveloped objects that supports multidimensional transformations and multidimensional iterators designed to simplify and formalize the interfacing process between OpenCL APIs, standard template library (STL) algorithms and CL_ARRAY containers. Our results demonstrate improved performance and energy savings over the three most popular container libraries available to the developer community for use in the context of multi-linear algebraic applications.
Contribution à l’étude et la modélisation du transistor à effet de champ à grille isolée de haute permittivité diélectrique
(2017-12-18) MOSTEFAI Abdelkrim; Encadreur: Abid Hamza; Co-Encadreur: BERRAH Smail
Résumé (Français et/ou Anglais) : La miniaturisation des transistors Métal-Oxyde-Semi-conducteur à effet de champ (MOSFET) ne suffit plus à satisfaire les spécifications de performances de l’International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS). Dans ce cadre, les oxydes de grille MOS atteignent des épaisseurs limites qui les rendent perméables aux courants de fuite. Une solution est de remplacer le SiO2 par un matériau de permittivité plus élevée. Une approche analytique basée sur un prédicteur neuronal a été développée dans le cas du transistor MOSFET à permittivité élevé (HfO2). Cette dernière nous a permis de prévoir l'évolution de courant du drain en fonction des différents paramètres (tension du drain, tension de grille, longueur du canal et épaisseur d’oxyde). Les résultats obtenu par l’approche neuronal, elle était vérifié par la technique GA, est les deux méthodes présentent une meilleure stratégie conventionnelle d'extraction des paramètres, en terme de convergence elles fournissent des solutions optimales globales.
Etude ab-initio des paramètres de courbure de alliages III-V GaAs(N) appliqués pour dispositifs optoélectroniques
(2017-12-21) OUKLI Mimouna; Encadreur: Mehnane Noureddine
الملخص (بالعربية) ملخص إن التطور السريع في الإلكترونيك الضوئية لم يكن ليحدث دون المعرفة الوافية لخصائص المواد المستعملة. و إن دراسة المواد الأشباه الناقلة احتلت مكانة خاصة كما أنها تمثل خطوة أساسية لتصميم الأجهزة الضوئية. تم تنفيذ هدا العمل على مستوى مخبر المواد التطبيقية بجامعة جيلالي اليابس بسيدي بلعباس الهدف الأساسي لهدا العمل هو تقديم مساهمة لدراسة الخصائص الهيكلية و الالكترونية للمواد المركبة GaAs و GaN و المركب الثلاثي GaAs1-xNx كما يتعرض هدا العمل إلى دراسة خصائص الشبكات الممتازة المتكونة من GaAs و GaN ومدى تأثير اتجاهات التنمية البلورية 001 و 110 على خصائص هده الشبكات باستعمال نظرية المبدأ الأول (FP-LMTO) في إطار مقاربة الكثافة المحلية (LDA) و الموجودة في برنامج الحساب lmtART والدي يعتبر أداة فعالة للتنبؤ بمواد جديدة تستعمل في تصميم الأجهزة الالكترونية والضوئية Résumé (Français et/ou Anglais) : Résumé Le développement rapide de l’optoélectronique n’aurait pas lieu sans une excellente connaissance des propriétés des matériaux utilisés. L’étude des matériaux semiconducteurs occupe une place particulière et représente une étape essentielle dans la conception de n’importe quel dispositif optoélectronique. Le présent travail de recherche a été réalisé au sein du laboratoire des Matériaux Appliqués (AML) de l’université Djillali Liabès de Sidi Bel Abbès. L’objectif principal de part cette thèse est d’apporter une contribution à l’étude des propriétés structurales et électroniques des composés binaires GaAs et GaN, de alliages ternaire GaAs1-xNx, comme il s’adresse au superréseaux GaAs/GaN composé à partir de ces binaires et traite l’influence des axes de croissances 001 et 110 sur les propriétés de ces systèmes en utilisant la méthode linéaire des orbitales muffin-tin avec un potentiel totale (FP-LMTO) en employant l’approximation de la densité locale (LDA) implémentée dans le code de calcul lmtART qui est considérée comme un outil de choix pour la prédiction de nouveaux matériaux utilisés à réaliser des dispositifs électronique et optoélectroniques.
Identification Biométrique par Fusion Multimodale
(2018-11-19) Nouar Larbi; Encadreur: TALEB Nasreddine
Résumé (Anglais) : Biometrics is the technology that measures the physiological and/or behavioral characteristics of a person in order to authenticate him. Unimodal biometric systems suffer from multiple limitations such as the noise introduced by the sensor into the collected data, non-universality, lack of individuality as well as sensitivity to attacks, which allows us through the use of multi-biometrics to overcome these problems and achieve better performances in terms of recognition rates. In this thesis, we propose two multimodal systems that integrate two modalities, namely the iris and the face. The first proposed system based on matching score fusion, uses two feature extraction algorithms, Haar wavelet and Phase-Based Gabor Fisher Classifier (PBGFC) for iris and face, respectively. Experiments are conducted on a chimeric (independent) database by combining iris and face images obtained from the two databases CASIA V1 and ORL and the obtained recognition rate is very encouraging. As for the second system, we propose a new approach that fuses two methods, the Gabor-wigner transform and Gabor-oriented phase information for feature extraction as well as a hybrid scheme that combines several information sources: Multi-algorithm, Multi-instance and Multi-modal and that integrates the face, left and right irises of the same subject. The experiments are conducted on a real SDUML-AHMT database and the obtained results are very satisfactory. Résumé (Français ) : La biométrie est la technologie qui mesure les caractéristiques physiologiques et/ou comportementales d‟un individu afin de l‟authentifier. Les systèmes biométriques monomodaux souffrent de multiples limitations telles que le bruit introduit par le capteur dans les données collectées, la non-universalité, le manque d‟individualité ainsi que la sensibilité aux attaques. L'utilisation de la multi-biométrie nous permet de surmonter ces problèmes et ainsi obtenir de meilleures performances en termes de taux de reconnaissance. Dans cette thèse, nous avons proposé deux systèmes multimodaux qui intègrent deux modalités à savoir l‟iris et le visage. Le premier système proposé basé sur la fusion au niveau du score de correspondance, utilise deux algorithmes d‟extraction des caractéristiques, l‟ondelette de Haar et le Phase-Based Gabor Fisher Classifier (PBGFC) pour l‟iris et le visage, respectivement. Les expériences sont menées sur une base de données chimérique (indépendante) par l‟association des images de l'iris et du visage obtenues à partir des deux bases de données CASIA V1et ORL et le taux de reconnaissance obtenu est très encourageant. Pour le deuxième système, nous proposons une nouvelle approche qui fusionne deux méthodes, la transformée de Gabor-wigner et l'information de phase orientée de Gabor pour l'extraction des caractéristiques ainsi qu'un schéma hybride qui combine plusieurs source d‟information : Multi-algorithme, Multi-instance et Multimodale et qui intègre le visage et les iris gauche et droit d'un même sujet. Les expériences sont menées sur la base de données réelles SDUML-AHMT et Les résultats obtenus sont très satisfaisants.
Caractérisation et modélisation des structures métal/ matériaux GaAs nitrurés par les techniques capacités-tension C-V et de conductances-tension G-V en fonction de la fréquence
(2018-12-04) Ziane Abderrezzaq; Encadreur: Amrani Mohamed
الملخص (بالعربية) : يتعلق عمل هذه الأطروحة في البداية بالتوصيف الكهربائي للخصائص السعة -الجهد والموصلية- الجهد لأجهزة المعدن /شبه ناقل نتريدIII-V (نتريد غاليوم زرنيخ). كما سيتم إجراء قياسات السعة -الجهد والموصلية- الجهد للترددات وكذلك الخصائص الفيزيائية على هذه الأجهزة. ثم يستمر العمل مع نمذجة خصائص السعة -الجهد والموصلية- الجهد لأجهزة المعدن / أشباه الموصلات على أساس المواد (نتريد غاليوم زرنيخ) وتطوير برامج المحاكاة مما يجعل من الممكن دراسة آثار المعلمات الكهربائية على هذه الاجهزة . سيتم مقارنة النتائج التي تم الحصول عليها عن طريق النمذجة مع النتائج التجريبية. سوف يتنبأ التحليل بتحسينات فيزيائية وتكنولوجية ستؤدي إلى تحسن في أداء الأجهزة القائمة على هذه المواد Résumé (Français et/ou Anglais) : Résumé Le travail de cette thèse se rapporte dans un premier temps sur la caractérisation électrique des caractéristiques capacité-tension et conductance-tension structures métal/ matériaux III-V nitruré (GaAS nitruré). Des mesures de capacités-tension et de conductances-tension en fonction de la fréquence et des caractérisations physiques seront aussi effectuées sur ces structures. Ensuite le travail se poursuit par la modélisation des caractéristiques C-V et G-V des structures métal/semi conducteur à base de matériaux III-V nitruré (GaAS nitruré) et le développement des programmes de simulation permettant ainsi d’étudier les effets des paramètres électriques des structures. Les résultats obtenus par modélisation seront comparés aux résultats expérimentaux. L’analyse permettra de prévoir des optimisations physiques et technologiques qui mèneront à une amélioration des performances des dispositifs à base de ces matériaux. Abstract The work of this thesis relates initially to the electrical characterization of the characteristics capacitance-voltage and conductance-voltage structures metal /materials III-V nitrided (GaAs nitrided). Capacitance-voltage and frequency conductance-voltage measurements as well as physical characterizations will also be performed on these structures. Then the work continues with the modeling of the C-V and G-V characteristics of the metal / semiconductor structures based on nitrided IIIV materials (nitrided GaAs) and the development of the simulation programs thus making it possible to study the effects of electrical parameters of structures. The results obtained by modeling will be compared with the experimental results. The analysis will predict physical and technological optimizations that will lead to an improvement in the performance of devices based on these materials
Simulation, modélisation et caractérisations électriques des transistors HEMT’s à base de composés III-V nitrurés
(2018-12-17) Mordi Nasseredine; Encadreur: Chellali Mohammed
Résumé Français : L’apparition de matériau à large bande interdite et en particulier la technologie à base de nitrure constitué une avancée sérieuse pour l’électronique d’hyperfréquences, de haute puissance et haut température. Les premiers transistors HEMTs (High Electron Mobility Transistor) sont apparus en 1980 comme une évolution du MESFET, pour contourner le problème de transport dans un matériau dopé. Le transport électronique dans le HEMT s’effectue au voisinage d’une interface entre un matériau à grande bande interdite fortement dopé et un matériau faiblement dopé. Les transistors HEMTs à base de GaN présentent de nombreux avantages (tension de claquage élevée, fonctionnant dans le domaine des hyperfréquences, excellente conductivité thermique…). Nous nous proposons d’étudier les différents paramètres électriques dans ces transistors pour cela, nous effectuons des caractérisations électriques d’une part et d’une autre part nous faisons une modélisation et des simulations en utilisant le logiciel Silvaco-Tcad a fin de comprendre les mécanismes de transports. Finalement des interprétations et des discussions viendront compléter ce travail. Résumé Anglais : The appearance of wide band gap material and in particular the nitride technology is a serious advance for microwave, high power and high temperature electronics. The first HEMT (High Electron Mobility Transistor) transistors appeared in 1980 as an evolution of MESFET, to circumvent the transport problem in a doped material. The electronic transport in the HEMT is carried out in the vicinity of an interface between a highly doped large band gap material and a lightly doped material. GaN-based HEMTs transistors have many advantages (high breakdown voltage, operating in the microwave range, excellent thermal conductivity, etc.). We propose to study the different electrical parameters in these transistors, for this we carry out electrical characterizations in the first time then we do a modeling and simulations using the Silvaco-Tcad software in order to understand the transport mechanisms. Finally interpretations and discussions will complete this work.
Recherche de nouveaux matériaux semi-conducteurs ternaires basés sur les III-V tel que l’InxGa1-xP pour des applications en électronique et en conversion photovoltaïque
(2019-02-07) LABDELLI Boutaleb; Encadreur: Mansour-Mazari . H
Résumé (Français et/ou Anglais) : The present work can be seen as a first step in the study "ab-initio" methods of first-principles quantum simulations using the formalism of density functional theory (DFT, structural, electronic and optical properties of the compound ternary InxGa1-xP by the FP-LAPW method using the Wien2K software. The exchange and correlation contribution was described by the approximation of the local density LDA, the generalized gradient approximation (GGA) and the approximation of the modified GGA PBEsol from Perdew-Burke-Ernzerhof to predict the structural properties. For the electronic properties, in addition to the three approximations, we used the new approximation noted mBJ (modified Becke-Johnson). Then the second part, based on the various parameters calculated by Wien2K, concerned the simulation and optimization of the triple In0.5Ga0.5P / GaAs / Ge tandem solar cell with Pc1D software. The numerical simulation was devoted to the characteristic I (V), under the conditions of standard illumination AM1.5. Thus, the results obtained showed that the cell can reach a yield greater than 47%. The spectral response spreads well in the visible for In0.5Ga0.5P (670 nm) and GaAs (870 nm) up to the infrared for germanium (1800nm). Le présent travail peut être vu comme un premier pas dans l'étude « ab-initio » méthodes de simulations quantiques de premiers principes utilisant le formalisme de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT, des propriétés structurales, électroniques et optiques du composé ternaire InxGa1-xP par la méthode FP-LAPW moyennant le logiciel Wien2K. La contribution d’échange et de corrélation a été décrite par l’approximation de la densité locale LDA, l’approximation du gradient généralisé (GGA) et l’approximation du GGA modifié PBEsol de Perdew-Burke-Ernzerhof pour prédire les propriétés structurales. Pour les propriétés électroniques, en plus des trois approximations, nous avons utilisé la nouvelle approximation notée mBJ (modified Becke-Johnson). Ensuite la deuxième partie, en s’appuyant sur les différents paramètres calculés par Wien2K, a concerné la simulation et l’optimisation de la cellule solaire tandem triple jonctions In0.5Ga0.5P/GaAs/Ge avec le logiciel Pc1D. La simulation numérique a été consacrée à la caractéristique I (V), sous les conditions d’éclairement standard AM1.5. Ainsi les résultats obtenus ont montré que la cellule peut atteindre un rendement supérieur à 47%. La réponse spectrale s’étale bien dans le visible pour l’In0.5Ga0.5P (670 nm) et GaAs (870 nm) jusqu’à l’infrarouge pour le germanium (1800nm).