Étude et fabrication de dispositifs nanométriques pour applications THz

par Andrey Shchepetov

Thèse de doctorat en Microondes et microtechnologies

Sous la direction de Alain Cappy et de Sylvain Bollaert.

Soutenue le 13-11-2008

à Lille 1 .


  • Résumé

    Les applications émergentes dans la gamme des fréquences Térahertz (THz, 10¹² Hz) stimulent le développement des composants actifs et passifs rapides ainsi que des émetteurs et des détecteurs de radiation travaillant dans ce domaine. Les dispositifs actuels ne répondent pas à tous les besoins de l'industrie à cause de la consommation, la taille et le coût très importants. La solution pour la réalisation des émetteurs et des détecteurs peut venir des transistors à ondes plasma que nous avons étudiés. Ce sont les composant à base de HEMT Ill-V exploitants les nouvelles propriétés de transport électronique. Les mesures de ces dispositifs ont montré les possibilités de l'émission et de la détection de la radiation autour de 1 THz, à température basse et ambiante. Une détection résonante avec une fréquence ajustable est possible. D'un autre côté il est nécessaire de réaliser les composants actifs électroniques (transistors) capables de fonctionner aux fréquences proches du THz. Ceci est nécessaire pour la réalisation des circuits rapides comme les amplificateurs, les mélangeurs et autres. Pour répondre à cette demande, nous avons étudié deux types de transistors double-grilles. Les mesures ont prouvé l'amélioration des performances statiques et dynamiques (saturation de courant de drain et courant de drain maximal, efficacité de commande, transconductance et conductance de sortie, fréquences de fonctionnement). De plus, la consommation aux performances équivalentes est plus faible. Les simulations montrent que les performances peuvent être améliorées d'avantage.

  • Titre traduit

    Study and fabrication of nanometer devices for THz applications


  • Résumé

    The emergent applications in the Terahertz (THz) frequencies range stimulate the development of active and passive rapid devices as much as of emitters and detectors working in this domain. Actually existent devices do not respond to all industry needs because of too high consumption, size and cost, and other inconvenient. A solution for realisation of emitters and detectors could come from plasma-wave transistor that we studied. These devices are based on 1I1-V HEMT and utilised a particular behaviour of electronic transport. Measurements have shown the possibility of emission and detection of radiation at about 1 THz. From the other hand it is necessary to realize electronic active devices (transistors) able to operate near the THz range. This is necessary for realisation of rapid integrated circuits such as amplifiers, mixers and so on. To do this we have chosen to study two kinds of double-gate transistors. Measurements have shown the increasing of static and dynamic performances (maximum drain current and drain current saturation, efficiency of charge control, transconductance, output conductance, operation frequencies). Besides, the same performances can be obtained at lower consumption. Simulations show that performances could be improved even more.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (194 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 189-192

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  • Library : Université des sciences et technologies de Lille (Villeneuve d'Ascq, Nord). Service commun de la documentation.
  • Available for PEB
  • Cote : 50376-2008-193
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