Les composants actifs en électronique de puissance sont principalement à base de Silicium. Or, le silicium a des limites en termes de température d'utilisation, fréquence de commutation et de tenue en tension. Une alternative au Si peut être les semi-conducteurs à grand gap tels que le SiC-4H. Grâce aux travaux de plusieurs équipes de chercheurs dans le monde, les performances s'améliorent d'année en année. Le laboratoire AMPERE conçoit, réalise et caractérise des composants de puissance en SiC-4 H. Cette thèse s'inscrit dans les projets SiCHT2 et VHVD du laboratoire. Le travail réalisé au cours de cette thèse repose sur la conception la fabrication et la caractérisation électrique de composantes haute tension en SiC-4H. Les paramètres de protection pour la diode bipolaire 6500V sont optimisés à l'aide des simulations à base d'éléments finis. Les paramètres du SiC pour les modèles utilisés pour la simulation sont développés par des travaux précédents. Ensuite, le masque est dessiné. La diode est réalisée chez IBS. La première caractérisation est effectuée avant le recuit post-métallisation en directe et inverse sans passivation finale. Après le recuit post-métallisation la résistance de contact est plus faible. La caractérisation de la tenue en tension a été effectuée à AMPERE puis à l'ISL à très haute tension. A l'aide de simulations à base d'éléments finis, les paramètres tels que la résistance de contact et la durée de vie des porteurs ont été affinés à partir des caractérisations électriques obtenues par l'expérience. Les autres travaux portent sur la conception, les optimisations et les fabrications des diodes 10 kV et transistors 6500 V.

The two-dimensional phase of carbon known as graphene is actively being pursued as a primary material in future electronic devices. The goals of this thesis are to investigate the growth and electronic properties of epitaxial graphene on SiC, with a particular focus on nanostructured graphene. The first part of this thesis examines the kinetics of graphene growth on SiC(0001) and SiC(0001 ̅) by high-temperature sublimation of the substrate using a custom-built, ultra-high vacuum induction furnace. A first-principles kinetic theory of silicon sublimation and mass-transfer is developed to describe the functional dependence of the graphene growth rate on the furnace temperature and pressure. This theory can be used to calibrate other graphene growth furnaces which employ confinement controlled sublimation. The final chapter in this thesis involves a careful study of self-organized epitaxial graphene nanoribbons (GNRs) on SiC(0001). Scanning tunneling microscopy of the sidewall GNRs confirms that these self-organized nanostructures are susceptible to overgrowth onto nearby SiC terraces. Atomic-scale imaging of the overgrown sidewall GNRs detected local strained regions in the nanoribbon crystal lattice, with strain coefficients as high as 15%. Scanning tunneling spectroscopy (STS) of these strained regions demonstrate that the graphene electronic local density of states is strongly affected by distortions in the crystal lattice. Room temperature STS in regions with a large strain gradient found local energy gaps as high as 400 meV. Controllable, strain-induced quantum states in epitaxial graphene on SiC could be utilized in new electronic devices. / Per request of the author and the advisor, and with the approval of the graduate office, the Acknowledgements page was replaced with an errata.

Le procédé de projection à froid (cold spray en anglais) est un procédé fondé sur l'accélération de particules qui restent à l'état solide pour former des dépôts. L'un des forts potentiels applicatifs de ce procédé réside dans la réalisation de dépôts composites car l'incorporation des particules céramiques dans des poudres métalliques influence la microstructure et les propriétés des dépôts. Néanmoins, le principe de construction du dépôt composite n'est pas encore parfaitement établi. En conséquence, les recherches menées dans cette étude sur la fabrication de dépôts composites s'articulent autour de plusieurs domaines, à savoir :* La science des matériaux avec des études sur l'effet de la taille et de la teneur (15 vol.% - 60 vol.%) de la particule du renfort (SiC);* La mécanique des fluides avec des modélisations des vitesses des particules céramiques (SiC) et alliage d'aluminium (Al5056) et les simulations du comportement à la déformation de la particule;* Les caractérisations des dépôts avec des analyses de microstructure et de microdureté, de la cohésion du dépôt et de comportement en frottement des dépôts;Les résultats montrent que la température du gaz n'a aucun effet sur la teneur en SiC dans les dépôts mais provoque une amélioration du rendement de dépôt. La teneur en SiC dans les dépôts composites d'Al5056/SiCp augmente avec l'augmentation de la teneur en SiC dans les poudres initiales. L'ajout de SiC dans les dépôts d'Al5056 augmente la dureté et améliore la résistance à l'usure des dépôts, et puis l'amélioration dépend de la teneur en SiC dans les dépôts composites. La force de cohésion des dépôts augmente dans un premier temps avec l'augmentation de la teneur en SiC puis diminue à partir d'environ 26-27%. Les dépôts composites renforcés par SiC-67 et SiC-27 ont une teneur en SiC semblable dans les dépôts ; Pourtant la microdureté, la force de cohésion et la résistance à l'usure des dépôts formés par Al5056/SiC-67 sont supérieures à celles des dépôts construits par Al5056/SiC-27. Ce phénomène relève l'importance de l'énergie cinétique des particules renforts.Les résultats expérimentaux ont montré que les particules de SiC ne se déforment pas plastiquement mais qu'elles sont susceptibles de créer des cratères sur le substrat ou le revêtement déjà formé ou encore rebondir ou bien de s'insérer mécaniquement dans le revêtement déposé. Finalement, un modèle eulérien a été développé pour prédire la vitesse critique à partir de la morphologie de l'éjection de matière au moment de l'impact. Ce modèle a également été étendu au dépôt composite pour représenter le procédé d'empilement des particules pendant la projection. Les résultats calculés montrent la plus grande déformation des particules de la matrice grâce à l'impact des renforts.

Graphene, a single sheet of carbon atoms sp2-bonded in a honeycomb lattice, is a possible all-carbon successor to silicon electronics. Ballistic conduction at room temperature and a linear dispersion relation that causes carriers to behave as massless Dirac fermions are features that make graphene promising for high-speed, low-power devices. The critical advantage of epitaxial graphene (EG) grown on SiC is its compatibility with standard lithographic procedures. Surface X-ray diffraction (SXRD) and scanning tunneling microscopy (STM) results are presented on the domain structure, interface composition and stacking character of graphene grown on both polar faces of semi-insulating 4H-SiC. The data reveal intriguing differences between graphene grown on these two faces. Substrate roughening is more pronounced and graphene domain sizes are significantly smaller on the SiC (0001) Si-face. Specular X-ray reflectivity measurements show that both faces have a carbon rich, extended interface that is tightly bound to the first graphene layer, leading to a buffering effect that shields the first graphene layer from the bulk SiC, as predicted by ab initio calculations. In-plane X-ray crystal truncation rod analysis indicates that rotated graphene layers are interleaved in C-face graphene films and corresponding superstructures are observed in STM topographs. These rotational stacking faults in multilayer C-face graphene preserve the linear dispersion found in single layer graphene, making EG electronics possible even for a multilayer material.

In this work, we performed an ab initio study of interaction between several molecules with SiC nanotubes and SiC Sheets, with focus on benzene molecule. performed too a study the mechanical and electronic properties of SiC nanowires(SiCNWs). For study the interaction of molecules with SiCNTs and SiCSheets, we considered two possibilities, (1) molecules adsorbed on SiCNT/SiCSheet surface, and (2) molecules encapsulated by SiCNT. We have considered several geometries for adsorption and dierent nanotube chiralities. For study of mechanical and electronics properties of SiCNWs, we considered 3C-, 2H, 4H and 6H-SiCNW, analyzing the eects of the diameter on these properties. All calculations were performed by using the Density Funcional Theory, using de the Local Density Approximation (LDA). The electron-ion interaction was describe by using norm-conserving pseudopotentials. For the benzene adsorption on the SiCNT, we nd an exothermic process, with binding energies between 0.3 and 0.4 eV/molecule, and for benzene encapsuladed we nd binding energies of 0.6 eV/molecule, revealing a preference for the benzene encapsulated systems. For both cases, we verify that there are not chemical bonds at the benzene- SiCNT/SiCSheet interface, and the interaction of benzene molecule with nanotube and Sheet is mediated by 􀀀 pi stacking interactions, similar to the benzene-CNT systems. For both cases, we verify that SiCNTs are more reactive than the carbon nanotube (CNTs) For nanowires study, our results show that all nanowires investigated exhibit direct band gaps, in contrast with the indirect band gap observed in Bulk SiC. The study of eect of unixial stress on the electronic properties of nanowires, reveal that band-gap dependence on the strain is dierent for each nanowire type. For the mechanicals properties, our results revels that Youngs moduli of nanowires show strong dependece on the diameters, and the 2H-SiCNWs are stier than than other nanowires with similar diameter. The values for Youngs moduli of dierent SiCNWs, revels that they are more stifer than nanowires of other elements, for example Si, InAs and Ge. / Neste trabalho, nós realizamos um estudo ab initio da interação entre diversas moléculas com nanotubos de SiC e folhas de SiC(SiCfolhas), com foco na molécula de benzeno. Realizamos também um estudo das propriedades mecânicas e eletrônicas de nanoos de SiC(SiCNWs). Para estudar a interação de moléculas com SiCNTs e SiCSfolhas, consideramos duas possibilidades, (1) moléculas adsorvidas na superfície do SiCNT/SiCfolha, (2) moléculas encapsuladas em SiCNTs. Nós consideramos várias geometrias para a adsorção e nanotubos de diferentes quiralidades. Para o estudo das propriedades mecânicas e eletrônicas dos SiCNWs, consideramos 3C-, 2H-, 4H- e 6H-SiCNWs, analisando o efeito do diâmetro nestas propriedades. Todos os cálculos foram feitos com a utilização da Teoria do Funcional da Densidade, com a Aproximação da Densidade Local(LDA). A interacção elétron-íon foi descrita com a utilização de pseudopotencias de norma conservada. Para a adsorção do benzeno em SiCNTs, nós observamos um processo exotêrmico, com energias de ligação entre 0.3 e 0.4 eV/molécula, para o encapsulamento obtivemos energias de aproximadamente 0.6 eV/molécula, o que mostra uma prefêrencia pelo encapsulamento. Nós observamos que não ocorre a formação de ligações químicas na interface benzeno- SiCNT/SiCfolha, e a interação da molécula de benzeno com o nanotubo e a folha ocorre via interação - stacking, similar ao que ocorre para o sistema benzeno-CNT. Para ambos os casos nós vericamos que os SiCNTs são mais reativos do que os nanotubos de carbono (CNTs). Para o estudo dos nanoos, nossos resultados mostram que todos os nanoos investigados exibem gap direto, em contraste com o que se observa nos SiC Bulk. O estudo dos efeitos do stress uniaxial nas propriedades eletrônicas dos nanoos, revela que a dependencia do gap de energia com o strees/strain é diferente para cada nanoo. Para as propriedades mecânicas, nossos resultados revelam que o módulo de Young dos os mostra uma forte depêndencia com o diâmetro, e o 2H-SiCNW é mais duro do que outros nanoos com diâmetros similares. Os valores encontrados para o módulo de Young dos diferentes SiCNWs, revelam também que eles são mais duros do que nanoos formados por outros elementos como Si, Ge e InAs. / Doutor em Física

O trabalho tem por objetivo à análise jurídica do plano de recuperação e suas consequências práticas, questionando até que ponto o objetivo de um acordo imposto será alcançado, tendo em vista os diferentes interesses em jogo. A primeira parte é dedicada ao exame das disciplinas da recuperação, traçando um histórico evolutivo deste instrumento a partir da concordata. Neste ponto, são apresentadas as teorias quanto a sua natureza jurídica. A segunda parte, por sua vez, aponta breves considerações de como o direito alienígena disciplina a recuperação. Na terceira parte, o trabalho analisa a recuperação como jogo estratégico, pois existem riscos inerentes a sua execução. Isso porque, do ponto de vista econômico, o plano de recuperação, por ser contrato incompleto, impõe riscos, por portar variáveis não previstas, como por exemplo, a mudança de política econômica ou a crise financeira mundial. Assim sendo, o trabalho analisa as possibilidades de renegociação dos termos do plano, bem como as soluções que podem ser usadas quando da incompletude. Neste sentido, analisa os mecanismos da arbitragem, da governança coorporativa e da cláusula hardship, além dos princípios da boa-fé objetiva, função social do contrato, função social da empresa e teoria da imprevisão. Como a recuperação judicial e extrajudicial representam meios de reestruturação que beneficiam a coletividade de interessados: estando de um lado o devedor que pretende obter prazos para o cumprimento de suas obrigações; de outro lado os credores que visualizam uma forma de obter seus créditos, ainda existem outros (credores) que poderão discordar da proposta. Para sanar esta possibilidade (do credor buscar a solução individual de seus interesses em contraposição àqueles coletivos dos credores) a Lei 11.101/05 criou a modalidade impositiva, na qual se impõe aos dissidentes o acordo dos que aderiram voluntariamente. Por este motivo, há divergências quanto a natureza jurídica do plano de recuperação. Neste sentido, a quarta parte do trabalho traz considerações quanto a natureza jurídica dos planos de recuperação judicial e extrajudicial. / The aim of this work is assess the legal analysis of a judicial recovery plan and its practical consequences, questioning to what extent the objective of an agreement will be reached if come into force, given the different interests at stake. The first part deals with the consideration of the disciplines of recovery, tracing the evolutionary history of this instrument from a point of concordata. At this point, theories as to their legal nature are presented. The second part, in turn, brings brief considerations of how the foreign laws discipline the recovery. In the third part, the paper examines the recovery as a strategic game, since there are risks inherent in its execution. From an economic point of view, these risks arise from an incomplete contract carrying unforeseen variables, for instance, the change in the economic policy as well as the world wide financial crisis. So, the paper analyzes the possibilities of renegotiating the terms of the plan, as well as solutions that can be used when the incompleteness. In this sense, analyzing the mechanisms of arbitration, corporate governance and the hardship clause, in addition to the principles of objective good faith, the contract´s social function, the company\'s social function and theory of unpredictability. As the judicial and extrajudicial´s recovery represents means of restructuring, which benefits the collective of the people involved: on one side the debtor who wishes to obtain deadlines for compliance with its obligations, on the other side creditors who see a way to get their credits back, and also there are others (creditors) who may disagree with the proposal. To address this possibility (the creditor seeking the solution of his individual interests as opposed to those collective interests of creditors) Law 11.101/05 created the imposing form, which is imposed on dissidents, the agreement of those who joined voluntarily. For this reason, there are differences of opinion about the legal nature of the recovery plan. In this sense, the fourth part of the work brings the legal considerations in plans and extra-judicial recovery.

Les couches de graphene épitaxiées sur la face carbone du carbure de silicium sont tournées les unes par rapport aux autres. Cette rotation préserve la structure de bande linéaire du graphene mono-couche et permet un transport balistique des porteurs de charge. Parmi les propriétés intéressantes développées dans le chapitre 2, la possibilité de former de pleines couches de graphene sur le substrat isolant qu'est le SiC est un avantage majeur de cette technique comparé aux autres méthodes de croissance du graphene (exfoliation et épitaxie en phase vapeur sur métaux). Les grandes surfaces produites permettent aux expérimentateurs de faire facilement des mesures STM car la localisation de la partie utile de l’échantillon n'est pas un problème dans ce cas.Dans ce travail de thèse, j'ai réalisé la croissance de graphene sur la face carbone du SiC dans le but d'étudier la supraconductivité induite dans le graphene par la proximité d'un supraconducteur. Cette supraconductivité induite dont le principe expliqué dans le chapitre 3 se développe d'autant plus loin de l'interface que le matériau non supraconducteur possède un grand libre parcours moyen. D'où notre choix du graphene. Dans le chapitre 3 je présente aussi les efforts que j'ai mené pour fabriquer des jonctions graphene/supraconducteur par une technique de lithographie propre : la lithographie par microsphères. Cette méthode utilise des micro-sphères de silice comme masque dur durant le dépôt par évaporation d'un matériaux supraconducteur tel le vanadium. Malgré la propreté de cette méthode telle qu'avérée par les images STM des échantillons, nous n'avons pas réussi à induire la supraconductivité dans le graphene. Suite à ce résultat négatif, nous avons développé une seconde approche décrite dans le chapitre 4. Un matériau supraconducteur réfractaire, le niobium, est cette fois-ci déposé sur le substrat avant la croissance du graphene. A l'issue de la croissance, nous avons eu la surprise de constater que la température critique du matériaux supraconducteur s'était élevée de 7 à 12 K. Cela s'explique par la carburation du Niobium lors du recuit. Par ailleurs, nous avons bien démontré que des couches graphitiques sont aussi crues sur le NbC permettant ainsi de réaliser des jonctions. Néanmoins, nous n'avons à nouveau pas réussi à observer de supraconductivité induite dans le graphene.Outre les propriétés intéressantes pour l'étude de la supraconductivité induite, les couches de graphene en rotation constituent en elle même un sujet d'étude intéressant. En effet, la densité d'état de ce système présente des singularités de van Hove dont la position en énergie dépend de l'angle de rotation. Ce système ouvre donc la porte à l'étude de la physique associée à ces singularités (supraconductivité, magnétisme) à des énergies accessibles par dopage électrostatique. De plus, une localisation des fonctions d'onde électroniques a été prédite pour les faibles angles de rotation et cette localisation a été confirmée par des résultats expérimentaux préliminaires. Cependant, il manquait une étude systématique des propriétés électriques des systèmes à faible angle de rotation. Les mesures que j'ai réalisé dans ce régime sont présentées dans la dernière partie de ce mémoire. Ces mesures de spectroscopie sont comparées à un modèle de liaison fortes. Le modèle sans désordre et en présence de désordre ne permettent pas de décrire correctement les expériences menées pour des angles inférieurs à 2°. Mon travail souligne qu'une physique riche existe aux faibles angles de rotation et qu'il reste encore beaucoup de travail à faire pour la comprendre. / Epitaxial graphene on carbon-terminated face (C-face) of SiC substrates consists of graphene layers rotated from each other. This rotation of layers grants this material single-layer like properties, such as a linear dispersion band structure and a ballistic transport. As discussed in chapter 2, the full-wafer size and the insulating SiC substrate are two of many advantages of graphene films grown on SiC compared to those prepared differently (exfoliation method and chemical vapour deposition method). These two advantages allow experimentalists to perform scanning tunneling microscopic (STM) experiments and to study graphene properties easily.In this PhD work, we grew graphene on C-face of SiC substrates to investigate the induced superconducting proximity effect in ballistic regime. The physics of this phenomenon is explained in chapter 3 as the formation of time-reversed pairs of electrons and holes. Concerning the superconducting materials, we relied on vanadium and niobium carbide to induce the proximity effect. These two approaches are discussed in detail in chapter 3 (for V) and chapter 4 (for NbC). STM characterizations performed on fabricated samples show a superconducting gap in V and a part of the NbC surface, but no induced gap in graphene. Several possible reasons, like a poor interface between superconductors and graphene, the unability of the STM to reach the true graphene-superconductor interface, and the degradation of the surface of NbC, were suggested and discussed. However, our high-quality epitaxial NbC films meet the requirements for hot-electron bolometers.Besides their single-layer like properties, the rotation of layers also leads to tunable van Hove singularities and the localization of states, which are thoroughly discussed in chapter 5 and 6. Once one of these singularities stays at the Fermi level, graphene is predicted to gain intrinsic superconductivity and magnetic properties. This condition can be achieved by reducing the rotation angle towards zero, as these singularities converge to the Dirac point or the Fermi level for undoped graphene. In addition to the intrinsic superconductivity, the localization of states also appears for layers rotated with a small angle, as observed in several STM experiments. Experimentally, we found regions in rotated layers, which appear as periodic Moiré patterns in our STM images. The rotation angles were estimated from the Fast Fourier Transform of the recorded STM images. Comparing our experimental results with tight-binding calculations for disorder-free layers rotated with the same angles leads to a qualitatively good agreement for the positions of van Hove peaks. However, the appearance of new peaks in proximity to the Dirac point for layers rotated with θ=1.5º and a spatial evolution of of spectroscopic features for the small rotation angles cannot be explained by the calculations for disorder-free layers. In order to explain these two phenomena, we considered the influence of disorder. This indeed improved the agreement between theoretical and experimental results. But, since no electronic disorder could be evidenced from our STM images, other explanations, like strain, need to be considered too.

4H-SiC based Metal-Oxide Semiconductor(MOS) capacitors are promising key components for next generation power devices. For high frequency power applications, however, there is a major drawback of this type of devices, i.e. they have low inversion channel mobility that consequently affects the switching operation in MOS Field-Effect Transistors (MOSFETs). Carbon clusters or excess carbon atoms in the interface between the dielectric layer and SiC is commonly considered to be the carrier trapping and scattering centers that lower the carrier channel mobility. Based on the previous work in the research group, a new fabrication process for forming the dielectric layer with a lower density of the trap states is investigated. The process consists of standard semiconductor cleaning, pre-treatments, pre-oxidation, plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) and post oxidation annealing. I-V measurements of the dielectric strength showed that the resulting layers can sustain proper working condition under an electric field of at least 5MV/cm. C-V characteristics measurements provided the evidence that the proposed method can effectively reduce the interfacial states, which are main culprit for a large flat band voltage shift of C-V characteristics, in particular under annealing at 900°C in nitrogen atmosphere.

Dans le cadre d'une interdisciplinarité, cette thèse analyse les réseaux médico-sociaux et mesure la performance de la communication au sein même de ces réseaux.D'après les préceptes de l'épistémologie constructiviste, l'observation de la réalité scientifique repose non pas uniquement sur l'observance objective du réel mais aussi sur la connaissance du réel de par sa propre expérience. Nous avons donc mené une analyse à travers une démarche d'enquête longitudinale et prospective par questionnaires, réalisée sur 161 patientes atteintes de cancer du sein : en parallèle, des entretiens qualitatifs ont été réalisés auprès de 40 représentants du personnel soignants.Nous cherchons tout d'abord à mettre en évidence la distanciation communicationnelle entre le personnel soignants et les soignés en mettant l'accent sur l'analyse du traitement de l'information dans un but d'aider les patientes à modifier leurs schémas dysfonctionnels pour aboutir à des schémas fonctionnels par l'intermédiaire des questionnaires.Les résultats d'analyse des enquêtes quantitatives et qualitatives réalisées pendant 14 mois, nous ont permis de mettre en place une approche systémique au sein d'un établissement de santé dans le cadre d'un projet de portail communicationnel entre soignants et soignés. Les analyses prospectives ont en effet révélé l'importance des théories systémiques qui s'appuient elles-mêmes sur les théories de la communication et se fondent sur un modèle de causalité circulaire pour s'intéresser au système au sein duquel l'individu interagit. / In the context of an interdisciplinarity, this thesis analyses the socio-medical networks and the performance of communication within these networks. Following the precepts of constructivist epistemology, the observation of the scientific reality is not only based on the objective observance of the reality, but also on the experience-guided knowledge of the reality. We have thus realized an analysis throughout a longitudinal and prospective survey approach by questionnaires, within 161 breast cancer patients. In parallel, qualitative interviews were taken with 40 representatives of the health care staff.First of all, we want to highlight the communicational detachment between the health care providers and the patients by accentuating on the analysis of information handling, with the objective to help the patients to modify their dysfunctional schemas to functional schemas, via questionnaires.The analysis results from the quantitative and qualitative surveys realized during 14 months permitted us to set up a systemic approach within the health care establishment in the form of a project for a communicational portal between health care providers and patients. In fact, the prospective analyses revealed the importance of systemic theories which are themselves based on communication theories and circular causality models to be interested in the system in which the patient interacts.

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