Reproduction de : Thèse de doctorat : physique : Le Mans : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre.

Thèse doctorat : Astrophysique : Strasbourg 1 : 2006. / Thèse soutenue sur un ensemble de travaux. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 8 p.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Physique : Le Mans : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Thèse de doctorat : Physique Chimie de la Matière et des Matériaux : Nancy 1 : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Thèse de doctorat : Sciences des Matériaux : Nancy 1 : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Chimie : Reims : 2004. / Titre provenant de l'écran titre. Bibliogr. p. 159-165.

L'industrie des semi-conducteurs fait aujourd'hui face à des challenges importants en termes de caractérisation. En effet, la diminution des tailles et des distances inter-objets a poussé les techniques, jusqu’alors utilisées sur les lignes de production, la microscopie (SEM) et l’ellipsométrie (OCD) ont montré plusieurs limites.. Ainsi, afin de répondre aux demandes de l’industrie, soit un contrôle précis de l’uniformité et des défauts en cours de production, des besoins en termes de métrologie sont apparus.Dans ce contexte, des techniques utilisant les rayons X ont commencé à être évaluée. Ainsi, le SAXS (Small Angle X-Ray Scattering) est une technique de diffusion des rayons X aux petits angles (angles d’incidences compris entre 0.1 et 10°) permettant l’étude d’objets de taille comprise entre 1 et 100 nm. Cette technique consiste à bombarder un échantillon avec des rayons X et à collecter grâce à un détecteur les photons traversant l’échantillon (étude en transmission). Elle est sensible au contraste de densité électronique à l’intérieur de l’échantillon. C’est une technique complémentaire aux techniques de caractérisation locale telles que les microscopies, car elle permet d’obtenir une information moyennée sur une grande surface (plusieurs mm2). Une seconde technique, le GISAXS (Grazing-Incidence SAXS) est également en plein développement. C’est une technique analogue au SAXS cependant, le faisceau de rayons X ne traverse plus l’échantillon mais est réfléchi par celui-ci. Ce qui permet l’étude de films minces ou de nanoobjets déposés sur des surfaces. Ces deux techniques sont non destructives. L’objectif de cette thèse a été d’implanter ces deux techniques au sein de la plateforme de nanocaractérisation du CEA-LETI et de montrer le leurs pertinences et leurs capacités à répondre aux demandes de l’industrie de la micro-électronique. Pour se faire la thèse se divise en deux thématiques.Dans un premier temps, des études de Contrôle-Dimensionnel SAXS (CD-SAXS) ont été réalisées sur des réseaux d’objets tridimensionnels, tels que des réseaux de lignes ou d’empilement multicouches avec des applications autour de la lithographie. Nous avons ainsi pu mettre en évidence la capacité du CD-SAXS à extraire la période et la largeur de lignes ainsi que leurs profils (hauteur de lignes et angles de parois notamment) avec une précision sub-nanométrique. De plus, la caractérisation de rugosité le long des lignes a également été étudiée. Les résultats autour du CD-SAXS sont prometteurs et permettent aujourd’hui d’envisager des approches multi-techniques afin de combiner par exemples les informations locales obtenues par microscopie et les informations statistiques obtenues par SAXS.Dans un second temps, des études GISAXS sur des films de copolymères à blocs ont été réalisées, avec pour objectifs l’utilisation de ces films comme masques pour la lithographie. Tour d’abord le système classique PS-b-PMMA a été étudié à haute énergie, et plus précisément le retrait d’un des deux blocs de polymères uniquement. Puis des mesures au seuil du carbone ont également été réalisées afin de montrer la capacité des rayons X à différencier deux espèces très proches chimiquement. De nouveaux systèmes de copolymères dit "high chi" (avec une plus grande répulsion entre bloc) ayant pour objectifs la génération d’objets plus petits ont également été étudiés. Pour finir l’approche développée au CEA nommée contact hole shrink a également été suivie par GISAXS et comparé avec les résultats obtenus par CD-SAXS. / The semiconductor industry now faces significant challenges in terms of characterization. Indeed, the size and inter-object distances reduction pushed the techniques previously used, such as microscopy (SEM) and ellipsometry (OCD) to their limitations. So in order to cope with demand of the industry (a precise control of the uniformity and defects) some needs in terms of metrology appeared.In this context, X-ray techniques were evaluated. Therefore, X-ray scattering at small angle (SAXS), using incident angles comprise between 0.1 and 10° to detect 1-100 nm objects, was studied. This technique consists on sending X-ray on a sample and to collect thanks to a 2D detector the photon going through the sample (study in transmission). This technique will detect the electronic density contrast in the sample and is nondestructive. Moreover, the statistical information over a large area (several mm2) obtained from SAXS is complementary with the local and direct information obtained from microscopies. A second technique called GISAXS (Grazing-incidence SAXS) was also tested. The X-ray beam is no more transmitted through the sample but reflected on the substrate. GISAXS is more adapted for the study of thin films and nano-objects deposited on substrate. The aim of this thesis was the implementation of SAXS and GISAXS techniques on the nanocharacterization platform of the CEA-LETI and the demonstration of the ability of such techniques to control the dimension and morphologies of samples coming from the micro-electronics industry. This thesis was divided in two parts.The first one deals with critical-dimension SAXS. The control of profiles and size of 3D arrays, such as line gratings or multilayer samples, were performed on samples related to lithographic applications. We showed the capability of CD-SAXS to extract the period, the line width and the line profile (height and sidewall angle) with a sub-nanometer resolution of line gratings. Therefore, line roughness was also studied, showing promising results on periodic roughness with sub-nanometer amplitudes. Results around CD-SAXS led to new possibilities such as the multi-scale approaches, with several techniques to control in the same time the local structure, with microscopes, and the statistical structures with CD-SAXS.Secondly, GISAXS studies were performed on block copolymer films used as masks for lithography. First, the conventional system PS-b-PMMA was studied at high energy and more precisely, the removal of the PMMA bloc only. Then measurements at the carbon were also carried out to demonstrate the ability of X-rays to differentiate between two materials with quasi-similar chemical compositions. Therefore, new copolymer systems, called "high chi" (with higher repulsion between block) were also studied. Such polymers lead to the reduction of the obtained patterns. Finally the contact hole shrink approach developed at CEA was also studied by GISAXS and compared with results obtained by CD-SAXS.

Pour les besoins du présent mémoire, nous avons étudié quarante-deux femmes obèses ménopausées (pourcentage de masse grasse initiale: 45 +/- 4%) âgées de 57 +/- 4 ans qui ont suivi une diète hypocalorique sur une période de six mois. À l'aide de la méthode par absorptiométrie biphotonique à rayons X (dual energy X-ray absorptiometry "DXA") et celle de la tomodensitométrie axiale (CT-scan), plusieurs variables telles l'indice de masse corporelle (IMC), la masse maigre (MM), l'indice de MM (IMM), la masse grasse (MG), la graisse viscérale (GV) et la graisse abdominale sous-cutanée (GAS) ont été évaluées. De plus, des prélèvements sanguins nous ont permis d'obtenir un bilan lipidique sanguin complet, les niveaux de hsCRP ainsi que le glucose et l'insuline à jeun. La captation du glucose (mg/kg MM/min et mg/kg/min) quant à elle a été analysée à l'aide d'un clamp hyperinsulinémique-euglycémique. Les participantes ont ensuite été divisées en deux groupes selon leur changement de captation du glucose en réponse à la perte de poids [répondants négatifs : < -1,0 mg/kg MM/min (n= 19) vs. répondants positifs > 1,0 mg/kg MM/min (n= 23)]. Avant le début de l'intervention, nous avons observé une différence significative entre nos deux groupes pour l'IMM (17,5 +/- 2,6 vs 15,9 +/- 1,5 kg/m² ; P < 0,05) et les niveaux de hsCRP (5,04 +/- 3,67 vs 2,36 +/- 1,75 mg/L; P < 0,01); lesquels étaient plus élevés chez les répondants positifs. De plus, la disposition relative du glucose était moins importante chez les répondants positifs (P < 0,001). L'ANOVA à mesure répétée a révélé une diminution significative de l'IMC (-7,4%), du %MG (-6,1%), de la MG (-12,2%), de la GV (-15,7%), de la GAS (-11,4%) et de l'insuline à jeun (-13,6%) pour l'ensemble des sujets (p [plus petit ou égal à] 0.005 pour tous les changements). De plus, une interaction (temps x groupe) a révélé que nos deux groupes répondaient différemment au traitement au niveau du poids corporel (P < 0,01), de la protéine C-réactive (P < 0,005) et des mesures de masse maigre (P < 0,001). En effet, les répondants positifs ont vu des diminutions plus importantes que le groupe de répondants négatifs. Au niveau du profil lipidique, malgré une forte tendance au niveau des triglycérides plasmatiques, aucun changement ne fut enregistré. Finalement, les répondants positifs ont significativement augmenté leur captation du glucose suite à la perte de poids, tandis que les répondants négatifs ont plutôt vu cette dernière se détériorer significativement (P < 0,001 dans les deux cas); la différence de changements entre les deux groupes étant significative (P < 0,005). En conclusion, notre étude démontre qu'il existe d'importantes variabilités interindividuelles en ce qui a trait aux changements de la sensibilité à l'insuline en réponse à une perte de poids chez les femmes ménopausées. Les femmes ménopausées obèses présentant des valeurs élevées d' IMM et de hsCRP élevés, ainsi qu'une faible captation du glucose seront celles qui bénéficieraient davantage d'une perte de poids. Il est d'une grande importance d'être en mesure de développer des programmes d'interventions personnalisées au profil métabolique et physiologique de chaque individu.

La recherche de molécules permettant l’extraction et la stabilisation d’actinides est un sujet majeur de la chimie associée au domaine du retraitement des combustibles usés dans l’industrie nucléaire. Parmi les espèces chimiques, les polyoxométallates vacants, par leurs propriétés modulables d’un point de vue structural et fortement nucléophiles se posent comme de bons candidats pour la complexation des cations métalliques. Dans ce contexte, l’association de polyoxotungstates trivacants vis-à-vis d’actinides tétravalents et hexavalents (thorium(IV), uranium(IV et VI)) et de lanthanides considérés comme simulants d’actinides mineurs a été investiguée. Les études ont concerné la réactivité des précurseurs trivacants de type {SiW9O34}, {AsIIIW9O33}, {AsVW9O34} et {PW9O34} avec les éléments 4f (Ce(IV) et 5f (Th(IV), U(VI)), qui ont donné lieu à la complexation de clusters hexanucléaires {Ce6O8} ou de systèmes polyanioniques incorporant jusqu’à 12 centres actinides Th(IV) ou U(VI). Les espèces de type cryptant {As4W40O140} et {P8W48O184} ont permis d’encapsuler respectivement jusqu’à 4 cations uranium(IV) ou 7,2 cations uranyles par molécules. Le troisième cryptant testé {Na2Sb8W36O132(H2O)4} n’a pas permis la complexation d’actinides. Il se réorganise néanmoins, en formant une entité polyanionique contenant les espèces {SbW10O37} et {SbW8O31} lors de la réaction avec les lanthanides trivalents (Gd --> Lu). Au total, 23 composés cristallisés ont été caractérisés par diffraction des rayons X sur monocristal. Les différents assemblages moléculaires ont fait l’objet de caractérisations physico-chimiques (IR, ATG). Leurs stabilités, notamment en solution aqueuse, ont été mises en évidence par la diffusion des rayons X (SAXS). / The research of molecules for the extraction and stabilization of actinides is a key topic in the field of chemistry related to the reprocessing of spent fuels in the nuclear industry. Among the chemical species, vacant polyoxometalates, owing to their modular structural properties and high nucleophilia, are good candidates for the complexation of metal cations. In this context, the association of trivacant polyoxotungstates with tetravalent and hexavalent actinides (thorium(IV), uranium(IV and VI)) and lanthanides considered as minor actinide simulants was investigated. The studies concerned the reactivity of trivacant precursors {SiW9O34}, {AsIIIW9O33}, {AsVW9O34} and {PW9O34} with 4f elements (Ce(IV)) and 5f (Th(IV), (U(VI)), which resulted in the complexation of hexanuclear clusters {Ce6O8} or polyanionic systems incorporating up to 12 actinides Th(IV) or U(VI) centers. Cryptand species {As4W40O140} and {P8W48O184} have encapsulated up to 4 uranium(IV) cations or 7.2 uranyl cations per molecule respectively. The third cryptant tested {Na2Sb8W36O132(H2O)4} did not allow actinide complexation. It nevertheless reorganizes, forming a polyanionic entity containing the species {SbW10O37} and {SbW8O31} during the reaction with trivalent lanthanides (Gd --> Lu). A total of 23 crystallized compounds were characterized by single crystal X-ray diffraction. The various molecular assemblies have been subjected to physico-chemical characterizations (IR, TGA). Their stability, particularly in aqueous solution, has been demonstrated by X-ray scattering (SAXS).

L'objectif du projet, dont le travail présenté dans cette thèse est une partie, était de développer une caméra à rayons X ultra-rapide utilisant des pixels hybrides pour l'imagerie biomédicale et la science des matériaux. La technologie à pixels hybrides permet de répondre aux besoins des ces deux champs de recherche, en particulier en apportant la possibilité de sélectionner l'énergie des rayons X détectés et de les imager à faible dose. Dans cette thèse, nous présentons une caméra ultra-rapide basée sur l'utilisation de circuits intégrés XPAD3-S développés pour le comptage de rayons X. En collaboration avec l'ESRF et SOLEIL, le CPPM a construit trois caméras XPAD3. Deux d'entre elles sont utilisée sur les lignes de faisceau des synchrotrons SOLEIL et ESRF, et le troisième est installé dans le dispositif d'irradiation PIXSCAN II du CPPM. La caméra XPAD3 est un détecteur de rayons X de grande surface composé de huit modules de détection comprenant chacun sept circuits XPAD3-S équipés d'un système d'acquisition de données ultrarapide. Le système de lecture de la caméra est basé sur l'interface PCI Express et sur l'utilisation de circuits programmables FPGA. La caméra permet d'obtenir jusqu'à 240 images/s, le nombre maximum d'images étant limité par la taille de la mémoire RAM du PC d'acquisition. Les performances de ce dispositif ont été caractérisées grâce à plusieurs expériences à haut d'ebit de lecture réalisées dans le système d'irradiation PIXSCAN II. Celles-ci sont décrites dans le dernier chapitre de cette thèse.