Photocathodes à base de nanotubes de carbone sur substrats semi-conducteurs de type III-V. Application aux amplificateurs hyperfréquence
Photocathodes à base de nanotubes de carbone sur substrats semi-conducteurs de type III-V. Application aux amplificateurs hyperfréquence
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III-V 型半导体基底碳纳米管光电阴极的应用和超高频。
DOI：
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发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
Nicolas Le Sech
中科院分区：
文献类型：
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作者：
Nicolas Le Sech
在理论平台上的探索：这些电子源的研究和开发工作是以碳纳米管为基础的，这些碳纳米管被称为光电倍增管。这些最后的目标是在电子管中的使用者在进步的情况下，代替产生电子流的实际热离子源。新一代超高频放大器的新型配置性能，包括大带宽、紧凑型、小型化和通信卫星的发射。Ces sources modulees reposent sur l'association de nanotubes de carbone avec des photodiodes P-i-Ns.光电二极管的作用就像是纳米管产生电子的电流源。光电二极管的光学调制导致电子的发射模。通过理论研究和模拟，可以详细地理解光电阴极的功能和对光电阴极性能的认识。此外，这些结果与限制改善前景的迈斯适当考虑的措施的频率有关。光电阴极的制造也涉及到三种新工艺的最新进展：用硅片/氮化硅双层膜对InP-InGaAs-InP光电二极管进行钝化，然后在纳米管弯曲的情况下对衬底进行凹版印刷。一种基本温度（550 °C-600 °C）下的碳纳米管交联技术限制了掺杂剂在III-V型材料中的扩散。最后，根据张力的特征和机构的常用测量方法，证实了理论上的结果。一个由光学控制的电子调节器只需要1. 1 GHz，meme si la frequence de coupure actuelle se limite a 400 MHz.实现光电倍增管也是一种示范。从表面上看，这些结果预示着发展前景的价值，允许设想一种光电阴极在电子管中的集成方法。
On trouve sur la plateforme de theses en lignes Tel le resuma suivant : Ce travail de these porte sur l'etude et le developpement de sources electroniques a base de nanotubes de carbone modulees par voie optique appelees photocatodes. L'objectif de ces dernieres est de les utiliser dans les tubes a ondes progressives, en remplacement des sources thermoioniques actuelles, qui emettent un faisceau d'electrons continu. Ce nouveau type de dispositif permettrait de developper une nouvelle generation d'amplificateurs hyperfrequence large bande, plus compacts, plus legers et ayant un fort rendement pour les satellites de communication. Ces sources modulees reposent sur l'association de nanotubes de carbone avec des photodiodes P-i-Ns. Les photodiodes agissent comme des sources de courant tandis que les nanotubes jouent le role d'emetteurs d'electrons. Une modulation optique des photodiodes induit ainsi une emission modulee du faisceau d'electrons. Des etudes theoriques, couplees a des simulations, ont abouti a la comprehension detaillee du fonctionnement des photocathodes et a la connaissance de leurs performances. Par ailleurs, des resultats traitent de la frequence de coupure qui limite le dispositif mais apportent neanmoins des perspectives d'ameliorations. La fabrication des photocathodes a ete menee a terme grâce a la mise au point de trois nouveaux procedes technologiques : une passivation des photodiodes InP-InGaAs-InP par une bi-couche de Slice/Nitrure de Silicium empechant toute gravure ionique du substrat pendant la croissance des nanotubes. Une technique de croissance de nanotubes de carbone a basse temperature (550 °C-600 °C) limitant la diffusion des dopants dans les materiaux semiconducteurs de type III-V. Un recuit LASER des nanotubes de carbone ameliorant leur qualite cristalline et diminuant leur resistivite. Enfin, les caracterisations du courant en fonction de la tension et les mesures frequentielles des echantillons ont confirme les resultats annonces par la theorie. Une modulation du faisceau electronique controlee par voie optique a pu etre mesuree jusqu'a 1. 1 GHz, meme si la frequence de coupure actuelle se limite a 400 MHz. La realisation des photocatodes a ainsi pu etre demontree. De surcroit, les resultats prometteurs aux vues des perspectives d'evolutions, permettent d'envisager une integration proche des photocathodes dans un tube a ondes progressives.