Ultrafast, Zero-Bias, Graphene Photodetectors with Polymeric Gate Dielectric on Passive Photonic Waveguides.

We report compact, scalable, high-performance, waveguide integrated graphene-based photodetectors (GPDs) for telecom and datacom applications, not affected by dark current. To exploit the photothermoelectric (PTE) effect, our devices rely on a graphene/polymer/graphene stack with static top split gates. The polymeric dielectric, poly(vinyl alcohol) (PVA), allows us to preserve graphene quality and to generate a controllable p-n junction. Both graphene layers are fabricated using aligned single-crystal graphene arrays grown by chemical vapor deposition. The use of PVA yields a low charge inhomogeneity ∼8 × 1010 cm-2 at the charge neutrality point, and a large Seebeck coefficient ∼140 μV K-1, enhancing the PTE effect. Our devices are the fastest GPDs operating with zero dark current, showing a flat frequency response up to 67 GHz without roll-off. This performance is achieved on a passive, low-cost, photonic platform, and does not rely on nanoscale plasmonic structures. This, combined with scalability and ease of integration, makes our GPDs a promising building block for next-generation optical communication devices

Contribution to the analysis of microstrip antennas with defects

61 p. : ill. ; 30 cmIn this project a new shape of DMS is proposed and applied for an antenna designed to radiate at 2.5 GHz. The same shape is applied as defected ground structure. It is found that size reduction with both techniques is possible. The proposed DMS achieves 55.4% of size reduction whereas DGS achieves 67%. Effects of using both techniques with the proposed shape on bandwidth and radiation pattern are also compare

Spectroscopie micro-onde pour la mesure des charges d'espace à haute résolution spatiale dans les isolants en couche mince

The objective of this thesis is to come up with and test a new method for the measurement of space charge in very thin insulating films with a high spatial resolution. The proposed method is called Electro-Acoustic Reflectometry (EAR) method. The EAR method relies on the electro-elastic coupling of the sample under test. Both excitation and measurement are of electrical nature and are performed in frequency domain. A microwave setup is used for high frequency measurements. The measurement principle is the generation of ultasonic waves when space charge undergoes an applied electrical field. The energy that is used up in the generation of these waves leaves a feature in the reflection of the electrical excitation. It is this feature that is used to find the space charge distribution by a simple inverse Fourier transform. A measurement setup comprising a vector network analyser, a dedicated sample holder and an acquistion interface allows to test the EAR method. The obtained results are promising. A bulk spatial resolution of 1.2µm has been demonstrated. It exceeds the current best spatial resolution achieved by existing conventionnal ultrasonic methods by a factor of about 10. To further enhance the spatiale resolution of the EAR method, it is necessary to broaden the measurement frequency range. An approach to deal with the problems occuring at high frequnecy is proposed.L'objectif de cette thèse est de proposer et de tester une nouvelle méthode pour la mesure des charges d'espace dans les isolants en couche mince avec une haute résolution spatiale. La méthode proposée est appelée Reflectométrie Électro-Acoustique ou en anglais Electro-Acoustic Reflectometry (EAR). La méthode EAR est basée sur le couplage électro-élastique de l'échantillon testé. L'excitation et la mesure sont électriques et se font dans le domaine fréquentiel. Une instrumentation micro-onde est employée pour des mesures à haute fréquence. Le principe de la mesure repose sur le fait que lorsque les charges sont excitées par un champ électrique appliqué, elles génèrent des ondes ultrasonores. L'énergie consommée par la génération de ces ondes produit une signature dans la réflexion par l'échantillon de l'excitation électrique. C'est cette signature qui est utilisée pour retrouver la distribution des charges d'espace par une simple transformée de Fourier inverse. Un banc de mesure composé d'un analyseur de réseaux vectoriel, d'un porte-échantillon dédié et d'une interface d'acquisition a permis de tester la méthode EAR. Les résultats obtenus sont prometteurs. La résolution spatiale démontrée est de 1.2µm en volume. Elle dépasse la meilleure résolution spatiale actuelle obtenue avec les méthodes ultrasonores conventionnelles existantes d'un facteur d'environ 10. Pour améliorer encore la résolution spatiale de la méthode EAR, il est nécessaire d'augmenter la plage de fréquences de mesure. Une approche est proposée pour résoudre les problèmes rencontrés à haute fréquence

A microwave spectroscopy for the measurement of space charge with a high spatial resolution in thin films

L'objectif de cette thèse est de proposer et de tester une nouvelle méthode pour la mesure des charges d'espace dans les isolants en couche mince avec une haute résolution spatiale. La méthode proposée est appelée Reflectométrie Électro-Acoustique ou en anglais Electro-Acoustic Reflectometry (EAR). La méthode EAR est basée sur le couplage électro-élastique de l'échantillon testé. L'excitation et la mesure sont électriques et se font dans le domaine fréquentiel. Une instrumentation micro-onde est employée pour des mesures à haute fréquence. Le principe de la mesure repose sur le fait que lorsque les charges sont excitées par un champ électrique appliqué, elles génèrent des ondes ultrasonores. L'énergie consommée par la génération de ces ondes produit une signature dans la réflexion par l'échantillon de l'excitation électrique. C'est cette signature qui est utilisée pour retrouver la distribution des charges d'espace par une simple transformée de Fourier inverse. Un banc de mesure composé d'un analyseur de réseaux vectoriel, d'un porte-échantillon dédié et d'une interface d'acquisition a permis de tester la méthode EAR. Les résultats obtenus sont prometteurs. La résolution spatiale démontrée est de 1.2µm en volume. Elle dépasse la meilleure résolution spatiale actuelle obtenue avec les méthodes ultrasonores conventionnelles existantes d'un facteur d'environ 10. Pour améliorer encore la résolution spatiale de la méthode EAR, il est nécessaire d'augmenter la plage de fréquences de mesure. Une approche est proposée pour résoudre les problèmes rencontrés à haute fréquence.The objective of this thesis is to come up with and test a new method for the measurement of space charge in very thin insulating films with a high spatial resolution. The proposed method is called Electro-Acoustic Reflectometry (EAR) method. The EAR method relies on the electro-elastic coupling of the sample under test. Both excitation and measurement are of electrical nature and are performed in frequency domain. A microwave setup is used for high frequency measurements. The measurement principle is the generation of ultasonic waves when space charge undergoes an applied electrical field. The energy that is used up in the generation of these waves leaves a feature in the reflection of the electrical excitation. It is this feature that is used to find the space charge distribution by a simple inverse Fourier transform. A measurement setup comprising a vector network analyser, a dedicated sample holder and an acquistion interface allows to test the EAR method. The obtained results are promising. A bulk spatial resolution of 1.2µm has been demonstrated. It exceeds the current best spatial resolution achieved by existing conventionnal ultrasonic methods by a factor of about 10. To further enhance the spatiale resolution of the EAR method, it is necessary to broaden the measurement frequency range. An approach to deal with the problems occuring at high frequnecy is proposed

Nano-Graphitic based Non-Volatile Memories Fabricated by the Dynamic Spray-Gun Deposition Method

This paper deals with the fabrication of Resistive Random Access Memory (ReRAM) based on oxidized carbon nanofibers (CNFs). Stable suspensions of oxidized CNFs have been prepared in water and sprayed on an appropriate substrate, using the dynamic spray-gun deposition method, developed at Thales Research and Technology. This technique allows extremely uniform mats to be produced while heating the substrate at the boiling point of the solvent used for the suspensions. A thickness of around 150 nm of CNFs sandwiched between two metal layers (the metalized substrate and the top contacts) has been achieved, creating a Metal-Insulator-Metal (MIM) structure typical of ReRAM. After applying a bias, we were able to change the resistance of the oxidized layer between a low (LRS) and a high resistance state (HRS) in a completely reversible way. This is the first time that a scientific group has produced this kind of device using CNFs and these results pave the way for the further implementation of this kind of memory on flexible substrates