Comportement en microondes de la charge capacitive photo-induite sur un substrat de silicium

par BERTRAND BOYER

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de MICHEL BOUTHINON.

Soutenue en 1998

à l'INP GRENOBLE .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    La rencontre de l'optique et des microondes a donne naissance a un nouveau domaine : l'optomicroonde qui permet le traitement optique du signal microonde ou le controle optique de composants microondes. Cette these s'inscrit dans ce dernier axe. Lorsque l'on expose un semi-conducteur a une source optique dont les photons ont une energie suffisante, il y a creation dans le materiau de paires electron-trou modifiant la permittivite et la conductivite du substrat. Nous avons mis a profit ce principe pour realiser une charge adaptee accordable. L'extremite ouverte d'un stub depose sur une plaquette de silicium est illuminee par un signal optique et une tension continue ajoutee au signal microonde est appliquee dans le meme temps. Cette double commande optique et electrique nous permet de regler la frequence de rejection du stub sur une plage de plus de 60% en dessous de la frequence propre en dehors de toute illumination. Nous pouvons de plus ajuster le niveau de rejection entre 5 et 50 db. Apres des observations experimentales a deux longueurs d'onde optique differentes, nous nous sommes attaches a la modelisation de la charge photo-induite. Un modele intuitif a ete developpe sous la forme d'une resistance en serie avec une capacite. Il a ensuite ete verifie par des simulations electriques. Enfin, la resolution des equations de distribution des electrons et des trous a permis une approche plus fine du phenomene. Le role de chaque commande a ete mise en lumiere ce qui permet de mieux comprendre leur influence sur la repartition des charges dans le plasma photo-induit. Ainsi, nous avons mis en evidence l'influence de la diffusion laterale sur l'impedance de la charge photo-induite. D'autre part, les simulations ont montre l'importance de la duree de vie des porteurs et du dopage sur le modele. Finalement, la charge photo-induite sur un substrat de silicium a ete utilisee pour ses proprietes non-lineaires, dans le cadre du melange de deux signaux microondes. Les premieres simulations ont permis d'identifier les elements responsables de la generation des produits d'intermodulation. Ces travaux ouvrent de nombreuses perspectives d'utilisation de la charge photo-induite et de nouveaux horizons pour le controle optique de composants microondes.


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  • Détails : 1 vol. (133 p.)
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