Phénomènes aux interfaces des isolants : mesure et simulation

par Mandana Taleb

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Gilbert Teyssedre et de Séverine Leroy.

Soutenue en 2011

à Toulouse 3 .

  • Titre traduit

    Interfacial phenomena in insulators : mesurement and simulation


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  • Résumé

    Les matériaux polymères sont largement utilisés en tant qu'isolants dans les domaines du génie électrique, de l'électronique de puissance et de la microélectronique. Ces diélectriques sont principalement en contact avec d'autres composants: avec des semi-conducteurs et des métaux dans les câbles haute tension, avec des substrats et d'autres diélectriques dans les systèmes multicouches. Ces interfaces sont omniprésentes, et contribuent à l'injection et l'accumulation de charges d'espace dans les diélectriques solides. D'autre part, au cours de leur vie, ils sont soumis à de nombreuses contraintes, de température, de champ. . . Ces contraintes peuvent conduire à la dégradation prématurée et à la rupture diélectrique du matériau par une distorsion du champ électrique, et conduire au dysfonctionnement du système. Des études antérieures, expérimentales et de simulations, ont montré l'importance des interfaces sur la génération de charges à l'intérieur du diélectrique, mais les approches théoriques comme la loi d'injection Schottky ne fournissent pas une description adéquate pour des courants expérimentaux. Aucune loi d'injection de charge ne permet actuellement de traduire ce qui est observé expérimentalement au niveau de la simulation. Cependant les recherches récentes montrent que les états de surface qui se forment à l'interface métal/isolant jouent un rôle important sur le comportement des diélectriques. L'injection de charges est principalement affectée par la nature du contact et des états de surface. Les états de surface sont principalement dus à des défauts chimiques, à savoir, des impuretés, des additifs et des antioxydants, ou physique comme la rugosité de surface, etc. Écouter Lire phonétiquement Dictionnaire - Afficher le dictionnaire abréviation Virginie. L'enjeu de ce travail est de comprendre les phénomènes en jeu à une interface métal/isolant, afin de les modéliser correctement. Ce travail est basé sur une approche duale modélisation et expérience. L'isolant retenu est ici est le polyéthylène basse densité (LDPE). Dans un premier temps, nous avons caractérisé expérimentalement des interfaces métal/isolant, grâce notamment aux mesures disponibles (mesures de charge d'espace, de courant de conduction, de luminescence, de profilomètrie. . . ). Dans un seconde temps, nous avons développé un modèle numérique capable de prendre en compte les états de surface. L'approche est originale, puisque l'étude porte sur l'injection et le transport de charges en tenant compte d'une distribution exponentielle des états d'énergie à l'interface.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (204 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 185-199

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2011 TOU3 0265
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