Thèse soutenue

Simulation de composants électroniques aux fréquences téraHertz
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Auteur / Autrice : Pierre Ziadé
Direction : Luca VaraniChristophe PalermoZiad Kallissy
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie électrique, électronique, photonique et systèmes
Date : Soutenance le 23/09/2010
Etablissement(s) : Montpellier 2 en cotutelle avec Université Libanaise
Ecole(s) doctorale(s) : Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2014)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'électronique et des systèmes (Montpellier)
Jury : Président / Présidente : Antonio Khoury
Examinateurs / Examinatrices : Luca Varani, Christophe Palermo, Ziad Kallissy
Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Aniel, Jean-Luc Thobel

Mots clés

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Résumé

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L'objectif de ce travail de thèse est l'exploitation des oscillations de plasma tridimensionnelles dans des diodes à base d'InGaAs et de GaN, matériaux de grand intérêt pour les applications térahertz à cause de la haute mobilité électronique du premier et des fortes interactions électrons-phonons optiques dans le second. Ce travail s'insère dans le contexte d'études récentes dans lesquelles l'utilisation de dispositifs basés sur l'excitation d'ondes de plasma tridimensionnelles a été proposée pour des applications térahertz, à l'heure où les ondes de plasma bidimensionnelles demeurent très limitées en puissance. Cette étude est menée à travers le développement d'un outil numérique de simulation basé sur le modèle hydrodynamique couplé à un solveur de Poisson unidimensionnel. La réponse des diodes à différentes perturbations optiques et électriques est alors évaluée à travers la description du régime petit-signal, et l'influence sur les résonances de plasma des différents paramètres des diodes est mise en évidence pour l'InGaAs et pour le GaN. Une résolution matricielle de l'équation de Poisson à deux dimensions est également présentée en vue d'un couplage ultérieur avec le modèle hydrodynamique à deux dimensions, ce qui permettrait éventuellement une étude plus approfondie des ondes de plasma dans les transistors. En outre, vu que les paramètres d'entrée du modèle hydrodynamique sont tirés d'un simulateur Monte Carlo dont les paramètres d'entrée sont directement calculés à partir de la structure de bandes du matériau, une partie préliminaire à la simulation des dispositifs, et qui implique le calcul de la structure de bande des matériaux par la méthode semi-empirique du pseudopotentiel, est aussi traitée.