Modélisation de la génération TeraHertz dans des dispositifs nanométriques
Institution:
Montpellier 2Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
TeraHertz radiation belongs to a part of the electromagnetic spectrum which is not mastered at present. Nevertheless, it is characterized by physical properties which are of interest for different domains: high-resolution spectroscopy, wireless telecommunications, medical and biological imaging, security, etc. Some recent experiments have shown interesting possibilities of generation and detection of TeraHertz radiation by the two-dimensional electronic gas inside the channel of a HEMT transistor. The purpose of this thesis is to analyze the physical phenomena which could lead to the generation and detection of TeraHertz radiation by nanometric electronic devices based on the InGaAs material. This study is led by means of a numerical simulator based on the Monte Carlo method which allows to analyze at a kinetic level the main physical quantities of interest. After having studied the static and dynamic parameters of the bulk material, we have analyzed different electronic devices of increasing complexity: homogeneous samples (threedimensional and twodimensional), N+NN+ diodes without and with gate and, finally, the full transistor
Abstract FR:
La radiation TeraHertz fait partie d'une zone du spectre électromagnétique qui n'est pour le moment pas maîtrisée. Elle possède pourtant des propriétés physiques qui intéressent des domaines très divers : la spectroscopie à haute résolution, les télécommunications sans fils et à haut débit, l'imagerie médicale et biologique, la sécurité, etc. Des expériences récentes ont montré des possibilités intéressantes de génération et de détection de radiations TeraHertz par le gaz bidimensionnel d'électrons constituant le canal d'un transistor de type HEMT. L'objectif de ce travail de thèse est d'étudier les phénomènes physiques pouvant mener à la génération et à la détection de radiations TeraHertz par des dispositifs électroniques de tailles nanométriques, basés sur le matériau semiconducteur InGaAs. Cette étude est menée à l'aide d'un simulateur numérique basé sur la méthode Monte Carlo, qui permet d'analyser au niveau cinétique les principales grandeurs physiques d'intérêt. Après avoir mené une étude détaillée des paramètres statiques et dynamiques du matériau massif, nous nous sommes intéressés à des dispositifs électroniques de complexité croissante : des barreaux homogènes (tridimensionnels et bidimensionnels), des diodes N+NN+ sans et avec grille, pour terminer avec la modélisation du transistor complet