L’oxyde de Zinc (ZnO) est un oxyde semi-conducteur à large bande interdite dont un paramètre primordial est la valeur importante de l’énergie du premier exciton. Ces caractéristiques font de ZnO un matériau à fort potentiel applicatif notamment pour l’électronique. Cette thèse développe d’une part l’étude de la croissance contrôlée de nanostructures de ZnO sur différents supports et d’autre part l’étude de l’intégration de telles nanostructures dans des nano-composants. Plusieurs méthodes de préparation ont été utilisées au cours de ce travail : l’élaboration par voie chimique en phase vapeur et la synthèse hydrothermale qui ont permis l’obtention de nanofils, « nanopilliers » de taille et de densité variables pouvant être alignés perpendiculairement au support. L’intégration de ces réseaux alignés de nanofils dans des nano-composants a montré une émission stimulée par pompage optique utilisant un laser femtoseconde présentant un seuil de 96KW/cm2. Une couche de platine utilisée comme miroir de haute réflectivité a par ailleurs montré une diminution du seuil jusque 17.3KW/cm2. Des microtiges de ZnO présentant un arrangement périodique avec des faces parallèles entre elles, obtenues sur un film mince monocristallin de GaN, a permis l’obtention d’une cavité résonante de qualité. Par pompage optique, une émission stimulée est observée dans ces hétérojonctions GaN / micro-tiges de ZnO. Des expériences d’électoluminescence ont montré une raie d’émission unique centrée à 407nm avec une largeur à mi-hauteur de 0.7nm. L’analyse par photoluminescence de ces hétérojonctions a montré que cette émission provenait des micro-tiges de ZnO. Enfin, des réseaux très compacts de nanofils de ZnO sur substrat de silicium ont été obtenus par pulvérisation magnétron et ont permis la conception de nano-photodetecteurs. / ZnO is a wide band gap semiconductor material, which has a band gap of 3.37 eV at room temperature, its most important characteristic is the high exciton bounding energy of 60 meV. Based on these characteristics, ZnO has potential applications in short wavelength photoelectric devices. The dissertation develops the following creative research on the problems of the growth controlled ZnO nanostructures, design and preparation of nanodevices. Exploring chemical vapor deposition method, through controlling the oxygen flux, the conversion from 1D to 2D growth was realized, thus ZnO nanobolt arrays were obtained; exploring hydrothermal method, through adjusting the size of the seed particle and solution concentration, ZnO nanowires with different size were obtained. The stimulated emission were observed with threshold of 96 KW/cm2 excited by femtosecond laser in the optically pumped aligned ZnO nanowires; in order to lower the threshold of the stimulated emission, Pt layer as a high reflectivity mirror was fabricated on Si substrate, optical loss has been effectively decreased, thus the threshold of the stimulated emission was further lowered to 17.3 KW/cm2 for the optically pumped ZnO nanowires. The ZnO microcrystalline film obtained by hydrothermal method with multiple growth present periodically arranged structure with parallel sides. The electrically pumped single mode lasing emission located at 407 nm with FWHM of 0.7 nm was obtained based on ZnO microcrystalline film /p-GaN heterojunction. Closely packed ZnO nanowire array was fabricated on Si substrate by magnetron sputtering method, the visible and UV dual bands alternative photo-detection was realized through adjusting forward and reverse bias.

[FR] Les travaux de thèse s'inscrivent dans le contexte d'une évaluation de la fiabilité de matrices de phototransistors bipolaires en technologie silicium pour des applications de codage optique angulaire en environnement spatial. Après un état de l'art relatif aux technologies des phototransistors et un rappel sur leur fonctionnement physique, les conditions environnementales spécifiques liées au domaine spatial sont décrites. La caractérisation des paramètres électro-optiques des phototransistors, associée à une phase préliminaire de métrologie, a été effectuée à partir de bancs dédiés. L'étude de la sensibilité aux charges mobiles de technologies issues de différents fondeurs, habituellement piégées aux interfaces et identifiée comme un mécanisme fortement pénalisant en terme de durée de vie opérationnelle, a permis d'optimiser et fiabiliser une nouvelle source européenne. Une méthodologie originale basée sur le concept des plans d'expérience « D-optimal » a été mise en œuvre et validée. L'objectif est d'estimer le taux de dégradation d'un ou de plusieurs paramètres clés du composant en fonction des conditions environnementales imposées par l'orbite de rotation du satellite à partir d'un nombre limité d'expériences réalisées au sol. / [EN] The research activities presented in this thesis are related to the specific contextof the qualification tests, for space missions, of new sources of silicon phototransistor arraysfor optical angular encoders. Our studies on a first source revealed the fragility of thattechnology in active storage and ionizing radiation because of its sensitivity to oxidestrapped charges. Then, a study on a second set of components was performed in order toanalyze the reliability of phototransistors subjected to several constraints in terms of bothionizing and displacement doses. The methodology of “Design of Experiments” was for thefirst time implemented and validated in this context. Thanks to this methodology, it ispossible to obtain an estimate of the degradation of one or more key parameters of thecomponent in environmental conditions for a given mission profile with a limited number ofexperiments. / [IT] Il lavoro di tesi s’inscrive nel contesto particolare della valutazione dell'affidabilità di matrici di fototransistor in tecnologia bipolare in silicio per applicazioni di codifica ottica angolare in ambiente spaziale. Dopo uno stato dell’arte riguardante le tecnologie di fototransistor, una breve descrizione dell’applicazione per cui i dispositivi studiati sono intesi, ed infine un richiamo sul loro funzionamento fisico, vengono descritte le condizioni ambientali specifiche legate al settore spaziale. La caratterizzazione dei parametri elettro-ottici dei fototransistor, associata ad una fase preliminare di metrologia, è stata effettuata a partire da banchi dedicati. Lo studio della sensibilità di diversi design di fototransistor agli effetti di cariche mobili intrappolate alle interfacce ossido-silicio, di solito identificata come un meccanismo fortemente penalizzante in termini di durata di vita operativa del dispositivo, ha permesso d'ottimizzare e accrescere l’affidabilità di fototransistor di un nuovo fabbricante europeo. Una metodologia originale basata sul concetto dei piani d'esperienza “D-optimal” è stata attuata e convalidata. L'obiettivo è di ottenere il tasso di degradazione di uno o più parametri chiave del dispositivo in funzione delle condizioni ambientali imposte dall'orbita in cui il satellite si troverà a operare, e a partire da un numero limitato d'esperienze realizzate a terra.