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Modélisation, fabrication et évaluation des photodiodes à avalanche polarisées en mode Geiger pour la détection du photon unique dans les applications astrophysiques
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Pellion, Denis |
| Copyright Year | 2008 |
| Abstract | La genese des travaux presentes dans ce memoire se situe dans le domaine de l'astrophysique des tres hautes energies. Il y a un siecle les scientifiques de la planete ont identifie un nouveau type de messagers venant de l'espace : les rayons cosmiques. Ce rayonnement est constitue de particules (photons et autres) de tres haute energie qui bombardent la terre en permanence. Le passage de rayonnements cosmiques dans l'atmosphere terrestre se traduit par la generation de brefs eclairs lumineux (5ns) d'une intensite tres faible (1pW) : le flash Tcherenkov, devenant alors visible du sol. Dans l'etat de l'art le meilleur detecteur de lumiere est aujourd'hui le Photomultiplicateur (PMT), grâce a ses caracteristiques de sensibilite et de vitesse. Mais il presente quelques inconvenients : faible efficacite quantique, cout, poids etc. Nous presentons dans cette these une nouvelle technologie alternative : les compteurs de photons sur semi-conducteur, constitues de photodiodes polarisees en mode Geiger. Ce mode de fonctionnement permet d'obtenir un effet de multiplication au moins identique a celui des PMT. Un modele physique et electrique a ete developpe pour reproduire le comportement de ce detecteur. Nous presentons ensuite dans ce travail de these un procede technologique original permettant la realisation de ces dispositifs dans la centrale de technologie du LAAS-CNRS, avec la simulation de chaque operation du processus. Nous avons mis au point une fiche pour la caracterisation electrique des dispositifs, du mode statique au mode dynamique, et verifie la conformite aux simulations SILVACO, et au modele initial. Les resultats obtenus sont deja excellents, compte tenu qu'il s'agit d'une premiere etape de prototypage, et comparables avec les resultats publies dans la litterature. Ces composants sur silicium peuvent intervenir dans toutes les applications ou il y a un photomultiplicateur, et le remplacer. Les applications sont donc tres vastes et la croissance du marche tres rapide. Nous presentons une premiere experience d'astrophysique installee au Pic du Midi qui a detecte des flashs Tcherenkov de rayons cosmiques avec cette nouvelle technologie a semi-conducteur. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00358847/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
