Etude du transport des phonons dans les micro-réfrigérateurs à base de super-réseaux Si/Si/Ge

Study of phonons transport in Si/Si/Ge superlattices based microcoolers

• Auteur / Autrice : Younès Ezzahri
• Direction : Stefan Dilhaire
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences physiques et de l'ingénieur. Laser et matière dense
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Bordeaux 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Brillouin, Effet

Semiconducteurs

Transfert de chaleur

Impulsions laser ultra-brèves

Effet thermoïonique

Pyroélectricité

Résumé

Le travail de cette thèse comporte deux parties. La première consiste en une caractérisation de micro-réfrigérateurs à base de super-réseau Si/SiGe en régimes continu, transitoire et harmonique. D'un point de vue expérimental, la thermoréflectance conventionnelle et la microscopie thermique à balayage ont été utilisées pour une analyse thermique. Parallèlement à cela, nous avons utilisé la méthode des quadripôles thermiques pour simuler les comportements de ces micro-réfrigérateurs, et optimiser leur performance en fonction de leurs différents paramètres géométriques et physiques. Dans la deuxième partie, nous avons appliqué la technique d'acoustique picoseconde pour étudier les propriétés thermiques et acoustiques d'un ensemble de super-réseaux Si/SiGe. Dans cette partie nous avons développé deux modèles théoriques pour simuler la diffusion du front thermique dans la structure sous test après excitation par une impulsion laser de "pompe". Les deux modèles diffèrent suivant l'épaisseur du transducteur métallique qui couvre le super-réseau. Les résultats expérimentaux sont par la suite confrontés aux résultats théoriques. Cette technique pompe-sonde optique est très prometteuse pour l'étude de nanomatériaux tels que des nanoparticules, des nanotubes ou des nanofils, etc.