Impact des radiations spatiales sur les détecteurs infrarouges à superréseaux - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2023

Impact of space radiations on the infrared photodetectors (T2SL)

Impact des radiations spatiales sur les détecteurs infrarouges à superréseaux

Résumé

This thesis work focuses on the study of the impact of space radiation on infrared superlattice (SL)photodetectors called T2SL (Type II Superlattice). Even if, today, SL technology has been the subjectof numerous international research studies, leading to the commercialization of T2SL FPAphotodetectors, the effects of radiation on this material are still little known by the scientificcommunities and require investigations to improve our understanding of this subject. After highlighting the properties of SLs and defining the different doses of radiation considered (displacement dose and ionizing dose), two architectures of single-element photodetectors are presented: the photodiode with pi-n configuration and the photodiode with barrier configuration, called bariode. Many studies have been done in these works showing the vast extend of the topic still unexplored. In particular, we observe the influence under irradiation of intrinsic parameters (number of interfaces, cut-off wavelength, thickness of the barrier layer in the case of bariodes) and of parameters extrinsic to the material (size of components, passivation layer). External parameters such as the temperature of the detector, the polarization of the component or the energy of the incident protons also varied during the irradiation in order to bring out the main trends and first conclusions thanks mainly to current-voltage (J-V) measurements on InAs/GaSb and InAs/InAsSb superlattice detectors. The first analytical dark current calculations made it possible to support certain experimental results.
Ce manuscrit de thèse porte sur l’étude de l’impact des radiations spatiales sur les photodétecteurs infrarouges à superréseaux (SR) appelés T2SL (Type II Superlattice). Même si, à ce jour, la technologie des SR a fait l’objet de nombreuses études de recherche internationale, permettant de commercialiser des matrices de photodétecteurs T2SL, les effets des radiations sur ce matériau sont encore peu connus par les communautés scientifiques et nécessitent des investigations pour améliorer notre compréhension sur ce sujet. Après avoir mis en avant les propriétés des SR et défini les différentes doses de radiations considérées (dose de déplacement et dose ionisante), deux architectures de photodétecteurs mono-éléments sont présentées : la photodiode en configuration p-i-n et la photodiode en configuration à barrière, appelée bariode. De nombreuses études ont été réalisées dans ces travaux montrant la vaste étendue du sujet encore inexploré. On observe notamment l’influence sous irradiation, de paramètres intrinsèques (nombre d’interfaces, longueur d’onde de coupure, épaisseur de la couche barrière dans le cas de bariode) et de paramètres extrinsèques au matériau (taille des composants, couche de passivation). Des paramètres extérieurs comme la température du détecteur, la polarisation du composant ou encore l’énergie des protons incidents ont également varié lors de l’irradiation afin de sortir les principales tendances et premières conclusions grâce principalement à des mesures courant-tension (J-V) sur des détecteurs à superréseau InAs/GaSb et InAs/InAsSb. Des premiers calculs analytiques en courant d’obscurité ont permis d’appuyer certains résultats expérimentaux.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04486046 , version 1 (01-03-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04486046 , version 1

Citer

Clara Bataillon. Impact des radiations spatiales sur les détecteurs infrarouges à superréseaux. Electronique. Université de Montpellier, 2023. Français. ⟨NNT : 2023UMONS051⟩. ⟨tel-04486046⟩
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