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optimisation du coefficient d'émission secondaire par dépôt contrôlé de couches minces par atomic layer deposition

Défis technologiques Interactions rayonnement-matière Matériaux et procédés émergents pour les nanotechnologies et la microélectronique Physique de l’état condensé, chimie et nanosciences

Résumé du sujet

Le multipactor est un phénomène parasite qui se produit dans les dispositifs où l'on transmet une onde hyperfréquence sous vide tels que les tubes électroniques à vide pour la microscopie électronique, les cavités résonnantes et les coupleurs pour accélérateurs de particules et les circuits micro-ondes à bord des satellites. Il consiste en une avalanche d'électrons mis en mouvement par un champ radiofréquence qui peut causer, sous certaines conditions, une perturbation des mesures, un endommagement voire la destruction des dispositifs RF. Ce phénomène est directement lié à l’émission d’électrons dit secondaires d’un matériau lorsqu’il est irradié par des électrons. Le rendement de production d’électrons secondaires (SEY) est donc un paramètre crucial si l’on veut réduire fortement le phénomène de multipactor.

Ce projet de thèse a pour but l’étude fondamentale du SEY de films minces synthétisés par Atomic Layer Deposition (ALD). L’ALD est une technique de synthèse de films minces utilisée dans l’industrie microélectronique, photovoltaïque, batteries… qui permet un contrôle inégalé de l’épaisseur et de la composition chimique jusqu’au niveau atomique sur des surfaces complexes. Cette technique de dépôt est donc un outil remarquable pour 1/ étudier séparément et de manière contrôlée l’impact de différents alliages (composition chimique), et de leur épaisseur sur le SEY et 2/ d’appliquer directement ces structures optimisées sur de « vrais » dispositifs RF. Cette thèse se fera en collaboration entre le CEA et l’ONERA. Elle allie à la fois une technique de dépôt éprouvée, des moyens de caractérisations de surface spectroscopique de pointes et des simulations numériques.

Laboratoire

Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
Département des Accélérateurs, de Cryogénie et de Magnétisme
Laboratoire d’Ingénierie de Systèmes Accélérateurs et Hyperfréquences
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