- [ VRPG-Doc] Electronique --- إلكترونيك
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- ItemEtude des nanostructures à base de nitrures des semiconducteurs III-V - Caractérisations électriques et analyses surfaciques associées-(2022-06-09) Khediri Abdelkrim El Hadi; Encadreur: Talbi AbbassiaRésumé (en Français) : Ce travail de thèse porte sur deux aspects du pré-conditionnement des substrats pour la croissance des films de nitrures III-V. Le premier volet concerne le traitement de surface, par la nitruration d’un substrat de phosphore d’indium InP(100) pour la l’obtention d’hétérostructures de de type InN/InP(100). Le deuxième volet concerne le pré-conditionnement du substrat de silicium (Si) pour la croissance de nitrures de gallium GaN. L’étude des nanostructures réalisées par la nitruration des substrats InP(100) en exploitant les caractérisations électriques et l’analyse des surfaces est présentée, dans un premier temps, dans cette thèse. Le processus de nitruration s’effectue sous ultravide en utilisant une source d’azote de type plasma à décharge. Le suivi du processus de nitruration a été mené en employant des méthodes d’analyse de surface éventuellement la spectroscopie de photoélectrons X (XPS). Des mesures de courant-tension, capacités-tension et de conductances-tension en fonction de la fréquence ont été effectuées sur ces structures pour mieux comprendre le comportement des films de nitrures d’indium obtenus ainsi que la qualité de l’interface crée entre le substrat et les couches de nitrures. Dans ce but deux séries d’échantillons, réalisées sous différentes conditions technologiques ont été étudiées. Les résultats ont révélé que les conditions de (50min de temps de nitruration avec une incidence du flux de N2 de 45°) permettent d’obtenir des monocouches d’InN plus épaisses et par conséquent de nanostructures avec de bonnes interfaces et meilleures qualités électriques et surfaciques. La seconde étude réalisée dans ce travail, qui présente le pré-conditionnement de la surface du substrat Si faisant appel à l'utilisation d'une couche intercalaire de 3C-SiC sur Si, a mis en évidence l’importance de ce pré-conditionnement. L’amélioration de la tension de claquage des composants à base de GaN, en particulier les transistors MOS-HEMTs pour les applications de puissance et en commutation a été démontrée. Une étude par simulation électrique sous Silvaco Atlas a été menée afin de modéliser et comprendre le comportement de structures MOS-HEMT GaN contenant des pièges électriquement actifs à l’interface avec le substrat. Les mots clés : Nitrure d’indium (InN), Nitrure de Gallium (GaN), nanostructures, Spectroscopies de photoélectrons X (XPS), Mesures électriques I(V), C(V), MOS-HEMTs. Abstract (en Anglais) : This thesis focuses on two aspects of substrate preconditioning for III-V nitride films growth. The first part consist on the surface treatment by the nitridation of InP(100) substrates to obtain InN/InP(100) nanostructures. The second part consists on silicon substrate (Si) preconditioning to elaborate gallium nitrides GaN based-devices. The nanostructures obtained by InP(100) nitridation process are studied using electrical characterizations and surface analysis. The nitridation of InP(100) surface is realized in ultra-high vacuum chamber using a Glow discharge nitrogen plasma source. The nitridation process is carried using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) method for surface analysis. Current-voltage, capacitance-voltage and conductance-voltage measurements as a function of frequency are realized on Au/InN/InP(100) diodes in order to understand the nitride (InN) films behavior as well as the quality of the interface between the substrate and the nitride layers. In our case, two series of structures, realized with different technological conditions, are studied. The results revealed that the conditions of (50 min of nitridation time with 45° of incidence angle flow) allows to obtain thicker InN monolayers and consequently npanostructures with good interface states and better electrical and surface qualities. The second part of this thesis, presents the preconditioning of the surface of Si substrate using an interlayer of 3C-SiC. This one show the importance of substrate pre-conditioning to improve breakdown voltage of GaN-based components, in particularly, MOS-HEMTs for power applications. A study by electrical simulations with Silvaco Atlas software is carried in order to understand the behavior of MOS-HEMT/ GaN structures including active traps at the GaN/Si interface. Keywords: Indium nitride (InN), Gallium nitride (GaN), nanostructures, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), electrical measurements I(V), C(V), MOS-HEMTs.
- ItemSimulation et optimisation des paramètres d’une cellule solaire Schottky à base des matériaux III/V nitrurés.(2021-01-19) KHETTOU Abderrahim; Encadreur: CHELLALI Mohammed; Co-Encadreur: MANSOURI SeddikRésumé (en Français) : L’alliage de Nitrure de Gallium et d’Indium (InGaN) est devenu au cours des dernières années un semi-conducteur important pour la réalisation de composants optoélectroniques, du fait de sa bande interdite modulable en fonction de la composition d’indium, entre 0.7 eV à 3.4 eV. Ceci permet l’absorption d’une grande partie du spectre solaire et fait de l’alliage InGaN un excellent candidat pour la réalisation de cellules solaires multijonctions à très haut rendement. Ce travail de thèse a permis une investigation approfondie sur les performances de différentes structures de cellules solaire à base d’InGaN. Il s’inscrit dans le cadre d’un projet visant à associer des méthodes d’optimisation mathématique multi variée à une démarche rigoureuse de simulation s’appuyant autant que possible sur des modèles et résultats expérimentaux. Il s’agit d’une nouvelle approche qui permet d’étudier les performances des cellules solaires en optimisant simultanément plusieurs paramètres (physiques et géométriques) de la cellule solaire. Nous avons étudié pour cette thèse, une nouvelle structure sans couche P (cellule solaire Schottky). Cette étude nous permettre d’évaluer les performances optimales que pourraient avoir les cellules à base d’InGaN et seront importantes pour la conception et l’élaboration future de cellules solaires InGaN à haut rendement. La nouvelle cellule solaire Schottky avec une couche à composition graduée est étudiée à l'aide d'une technique numérique avancée et de modèles physiques réalistes. Notre étude s'est concentrée sur l'effet de décalage de bande entre n-GaN/n-InGaN et l'amélioration de la qualité de l'interface. En utilisant des paramètres extraits de travaux récents publiés, nous avons obtenu une efficacité importante de 21,69% pour les valeurs optimales de Wf = 6,3 eV, xIn = 54%, TInGaN = 0,18 μm et Nd = 2 × 1017 cm-3. De plus, il est Il est à noter que le dispositif étudié rivalise avec le rendement de l'InGaN p-n et p-i-n typique à un coût raisonnable. Cela encourage la communauté scientifique à concevoir de nouvelles cellules solaires InGaN Schottky dans lesquelles la qualité de l'interface est améliorée en ajoutant une couche graduée et en prenant en considération les paramètres donnés dans cette investigation numérique. Les mots clés : cellules solaires Schottky ; n-GaN/n-InGaN; Hétéro-interface; Couche graduelle, amélioration de l'interface ; Optimisation; Atlas -Silvaco. Abstract (en Anglais) : In recent years, Gallium Indium Nitride (InGaN) alloy has become a semiconductor of choice for the realization of optoelectronic devices, because of its wide spectral coverage, with a bandgap that can be modulated, by changing the indium composition, between 0.7 eV and 3.4 eV. This allows the absorption of a large part of the solar spectrum and makes the InGaN alloy an excellent candidate for the realization of very high efficiency multi-junction solar cells. This thesis work allowed an in-depth investigation of the performance of different solar cell structures based on InGaN. It is part of a project aiming to combine multivariate mathematical optimization methods with a rigorous simulation approach based as much as possible on experimental models and results. This is a new approach to study the performance of solar cells by simultaneously optimizing several parameters (physical and geometric) of the solar cell. We studied for this thesis, a new structure without P layer (Schottky solar cell). This study will allow us to assess the potential optimal performance of InGaN-based cells and will be important for the design and future development of high efficiency InGaN solar cells. The new Schottky solar cell with a graded composition layer is investigated using advanced numerical technique and realistic physical models. Our study focused on the band shift effect between n-GaN/n-InGaN and improvement of interface quality. Using parameters extracted from recently published works, we obtained a significant efficiency of 21.69% for the optimal values of Wf = 6.3 eV, xIn = 54%, TInGaN = 0.18 μm and Nd = 2 × 1017 cm-3. Additionally, it is noteworthy that the investigated device rivals the performance of typical p-n and p-i-n InGaN at a reasonable cost. This encourages the scientific community to design new InGaN Schottky solar cells in which the interface quality is improved by adding a graded layer and taking into consideration the parameters given in this numerical investigation. Keywords : Schottky solar cells; n-GaN/n-InGaN; Hetero-interface; Graded layer, Interface amelioration; Optimization; Silvaco-Atlas software.
- ItemCryptage d'images satellitaires à bord d'un satellite d'observation de la terre(2018-12-20) MADANI Mohammed; Encadreur: BENTOUTOU Youcef; Co-Encadreur: TALEB NasreddineRésumé Quotidiennement, nous vivons dans une société numérique. L'événement d'Internet et les progrès rapides des technologies de l'information et du multimédia ont profondément transformé notre façon de communiquer. Une énorme quantité de médias peut être facilement échangée via Internet. En particulier, l'image satellitaire occupe une place importante dans la communication moderne. Récemment, la demande croissante des services par satellite sur les réseaux a suscité un intérêt pour la technologie de protection d'image, plus leur utilisation est en croissance, plus leur sécurité est devenue un enjeu important lorsque les images numériques sont stockées et transmises sur les réseaux publics. Cependant, les données d'images satellitaires ont des caractéristiques particulières telles que la taille et la qualité d’information. Ainsi, les problèmes de sécurité sont devenus exceptionnellement aigus. Ce sont ces considérations qui ont guidé cette thèse. Nous proposons donc de lancer cette thèse en intégrant les exigences de sécurité dans le système de données pour assurer une protection raisonnable sans dégrader les performances de l'image satellite. Un nouvel algorithme de cryptage d'images satellitaires basé sur la combinaison de plusieurs systèmes chaotiques et une technique de rotation cyclique aléatoire est proposé. Notre contribution consiste à mettre en œuvre la combinaison de trois différentes cartes chaotiques (logistique, sine et standard) pour améliorer la sécurité des images satellitaires. Outre l'amélioration du cryptage, l'algorithme proposé se concentre également sur l'efficacité avancée du chiffrement des images. Par rapport aux schémas classiques basés sur de multiples cartes chaotiques et de la rotation Rubik, notre approche a non seulement les mêmes avantages des systèmes chaotiques tels que la haute sensibilité aux valeurs initiales, l'imprévisibilité et le pseudo-aléatoire, mais aussi d'autres avantages permettant un grand nombre de permutations aléatoires possibles, des meilleures performances en terme du taux de changement du nombre de pixels (NPCR) et de la déviation maximale (MD) par rapport à d'autres schémas. Abstract Actually, we live in a digital society. The proliferation of the Internet and the rapid progress in information technology on multimedia, have profoundly transformed the way we communicate. An enormous amount of media can be easily exchanged through the Internet. In particular satellite images occupy an important place in modern communication. Recently, the increasing demand for satellite services over networks has raised an interest in image protection technology, more their use is growing, more their security has become an important issue when digital images are stored and transmitted across public networks. However, satellite image data have special features such as information bulk and quality. Thus, security issues have become exceptionally important and these considerations have guided this thesis. Therefore, we propose throw this thesis to incorporate security requirements in the data system in order to ensure reasonable security without degrading the satellite image performance. A new satellite image encryption algorithm based on the combination of multiple chaotic systems and a random cyclic rotation technique is proposed. Our contribution consists in implementing three different chaotic maps (logistic, sine, and standard) combined to improve the security of satellite images. Besides enhancing the encryption, the proposed algorithm also focuses on advanced efficiency of the ciphered images. Compared with classical encryption schemes based on multiple chaotic maps and the Rubik's cube rotation, our approach has not only the same merits of chaos systems like high sensitivity to initial values, unpredictability, and pseudo-randomness, but also other advantages like a higher number of permutations, better performances in terms of the Number of Pixels Change Rate (NPCR)and Maximum Deviation (MD).
- ItemNOUVELLES APPROCHES POUR L’AMÉLIORATION DES PERFORMANCES DES COMMUNICATIONS SANS FIL AU NIVEAU DES RÉSONATEURS RF(2018-12-03) SEDDIKI Mohamed Lamine; Encadreur: BOUKELIF AOUED; Co-Encadreur: GHANEM FARIDRésumé (Français et/ou Anglais) : L’objectif de cette thèse consiste à concevoir et réaliser des dispositifs hyperfréquences modernes à base de technologie micro ruban monocouche et multicouche pour les applications modernes. Un état de l’art bien détaillé sur chaque dispositif conçu a été présenté avec les différentes méthodes de conception et de réalisation. Plusieurs prototypes ont été développés et simulés : le premier prototype est une matrice de Butler multi bande. Le deuxième est une antenne Yagi-Yuda reconfigurable en fréquence permettant de basculer entre un mode large bande en un mode bande étroite. Le troisième prototype est un circuit de croisement conçu en technologie multicouche et mono couche et couvrant la bande Ultra Large Bande (ULB) de 3.1 - 10.6 GHz. Et le dernier circuit c`est un filtre de type hairpin avec une bande de coupure reconfigurable pour les radios cognitives. Les dispositifs jugés plus originaux ont été fabriqués et mesurés. Les résultats expérimentaux obtenus concordent bien avec ceux obtenus par les simulations validant ainsi les approches proposées. The aim of this thesis is to design and produce modern microwave devices based on single-layer and multi-layer micro strip technology for modern applications. A state of the art on each device designed has been presented with the different methods of design and realization. Several prototypes have been developed and simulated: the first prototype is a multi-band Butler matrix. The second is a frequency reconfigurable Yagi-Yuda antenna that switches between broadband mode and narrow band mode. The third prototype is a crossover circuit in multilayer and single layer technology covering the Ultra-Wide Band (UWB) band of 3.1 - 10.6 GHz. And the last circuit is a hairpin type filter with a reconfigurable cutoff band for cognitive radios. Devices considered more original were manufactured and measured. The experimental results obtained are in good agreement with those obtained by the simulations, thus validating the proposed approaches.
- ItemFabrication et caractérisation de couches minces nanocomposites Ag@AgCl pour des applications photovoltaïques(2021-06-17) NEHAL Mohamed El-fatah; Encadreur: BOUZIDI AttouyaRésumé (en Français) : Des couches minces de chlorure d'argent ont été facilement préparées pour la première fois par pulvérisation pyrolytique ou Spray pyrolyse d'une solution de chlorure d'argent (AgCl) de différentes molarités (0.008, 0.05 et 0.1M) sur des substrats de verre et de silicium monocristallin Si(100) portés à différentes températures. Les données de diffraction des rayons X (DRX) ont montré que les films ont une symétrie cubique. La microscopie électronique à transmission (MET) a révélée la présence de nanoparticules (NPs) d'Ag de différentes tailles incorporées dans les couches minces AgCl. Ces NPs d’Ag étaient presque sphériques et bien cristallisées dans le cas des couches minces préparées à 350 ° C. Les spectroscopies Raman et photoélectronique à rayons X (XPS) ont confirmé les résultats DRX. Les mesures photométriques par spectroscopie UV-Vis-PIR ont indiqué une transmission optique élevée supérieure à 80% dans le cas des échantillons élaborés à 350°C pour une solution de faible molarité. Les couches minces Ag@AgCl obtenues ont une large bande interdite indirecte 3.6 à 3.7 eV et présentent un pic de résonance plasmonique de surface localisée (LSPR) à 407 nm dans le cas des échantillons préparés à 350°C. En plus de leurs haute transmittance optique, les couches minces obtenues, présentent des propriétés antireflets avec une diminution significative de 22% de la réflectivité solaire effective, ce qui les rend attractives dans les applications photovoltaïques. Les mots clés : AgCl, Couches minces, Spray pyrolyse, Couche AR. Abstract (en Anglais) : Silver chloride thin films were easily prepared for the first time by Spray pyrolysis of AgCl solution with different molarities (0.008, 0.05 and 0.1M) on glass and silicon Si(100) substrates heated at different temperatures Ts. X-ray diffraction (XRD) data showed that the films have cubic symmetry. Transmission electron microscopy (TEM) revealed the presence of Ag nanoparticles (NPs) of different sizes embedded in AgCl thin films, these NPs were roughly spherical and well crystallized in the case of the thin film prepared at 350 ° C. Raman and X-Ray photoelectron (XPS) spectroscopy confirmed the XRD results. Photometric measurements by UV-Vis-PIR spectroscopy indicated high optical transmission superior to 80% in the case of the samples prepared at 350 °C and low molarity. The Ag@AgCl thin films have a wide indirect band gap (3.6 to 3.7 eV) and exhibit localized surface plasmon resonance (LSPR) peak at 407 nm in the case of samples prepared at 350 °C due to the presence of Ag NPs. In addition to their high optical transmittance, the thin films obtained exhibit antireflecting properties and significant decrease of 22% in effective solar reflectivity, hence their importance in photovoltaic applications. Keywords : AgCl, Thin films , Spray pyrolysis, AR Coating.
