Nouvelles structures supraconductrices a haute temperature critique pour detecteurs bolometriques en infrarouge moyen

by ZOUHAIER BEN AYADI

Doctoral thesis in Physique

Under the supervision of Alain Kreisler.

defended on 1997

in Paris 11 .

  • Alternative Title

    New high critical temperature superconducting structures for bolometric detectors in the medium infrared


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  • Abstract

    Le travail expose dans le memoire est oriente vers l'elaboration des films minces d'ybacuo a haute temperature critique sur substrats de zircone polycristalline dopee a l'oxyde d'yttrium, et la caracterisation de ces films afin de les mettre en uvre dans des applications relative a la detection infrarouge. Les films ont ete elabores par deux techniques de pulverisation cathodique radiofrequence (ex situ et in situ). Dans la methode ex-situ, le depot est effectue sur un substrat faiblement chauffe (entre 350 et 400c) suivi d'un recuit thermique rapide. La seconde technique (in situ) consiste a effectuer le depot a haute temperature (entre 700 et 750c) suivi d'une phase d'oxygenation dans le meme bati. Nous avons optimise dans le cadre de la technique ex situ les differents parametres du processus de depot ainsi que ceux des recuits thermiques rapides. Bien que l'utilisation d'un substrat polycristallin ne soit pas a priori favorable a l'orientation preferentielle du film d'ybacuo, nous avons cependant pu obtenir des couches orientees majoritairement selon l'axe c (perpendiculaire a la surface du substrat) et possedant de bonnes proprietes supraconductrices. La realisation et l'etude experimentale de detecteurs dans l'infrarouge moyen, fonctionnant a la zone de transition supraconductrice, constituent la seconde etape de ce travail. Cette etude a montre le caractere bolometrique de la reponse en tension de tous les detecteurs testes. Afin d'interpreter la reponse en tension en amplitude et en phase, nous avons developpe des modeles thermiques tenant compte non seulement de la diffusion de la chaleur dans le film et le substrat, mais aussi de la conductance thermique d'interface film/substrat. Ces modeles ont ete appliques avec succes a divers geometries de dispositifs, toutes fondees sur la realisation d'experiences en configuration suspendue, configuration permettant de minimiser les fuites thermiques entre le detecteur et son environnement. Les detecteurs testes presentent des performances tres competitives pour des bolometres a films supraconducteurs granulaires

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Informations

  • Details : 182 P.
  • Annexes : 163 REF.

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  • Library : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
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  • Library : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
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  • Odds : TH2014-013210
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