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Modélisations multi-physiques de la génération piezoélectrique à l'aide de nanofils d'oxyde de zinc
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Graton, Olivier |
| Copyright Year | 2012 |
| Abstract | Les progres realises dans les processus de fabrication ont mene vers un controle de plus en plus accru des dimensions et de la composition chimique des nanostructures, permettant l'emergence de nouveaux dispositifs appeles Nanosystemes ElectroMecaniques ou NEMS. Outre leurs proprietes physiques et leurs caracteristiques fonctionnelles originales, leurs dimensions reduites leurs conferent un fonctionnement peu couteux en energie. Ainsi, l'utilisation de l'environnement de tels dispositifs comme source d'energie est clairement envisageable. Afin de preserver les avantages lies aux dimensions des NEMS, le systeme de recuperation d'energie doit aussi presenter un volume reduit. Dans ce contexte, nous etudions le potentiel des nanofils de ZnO comme elements actifs de micro et nanosystemes de recuperation d'energie mecanique a travers la mise au point de deux modeles physiques de nanofils. L'originalite de ces deux modeles vient de la prise en compte du couplage entre les proprietes piezoelectriques et les proprietes semiconductrices du ZnO et de ses effets dans la conversion electromecanique de l'energie. Dans un premier temps, nous avons developpe un modele semi-analytique d'un nanofil en flexion statique. Ce modele permet la comprehension physique des mecanismes de la conversion de l'energie. De plus, il met en evidence les effets du couplage piezo-semiconducteur et notamment le phenomene de masquage du potentiel. Dans un deuxieme temps, nous proposons un modele de microgenerateur base sur un reseau de nanofils de ZnO en compression. Ce modele utilise une approche de circuit a constantes localisees. Il permet une description dynamique du probleme et l'estimation de la puissance fournie par le generateur a une charge externe sous l'effet d'une force mecanique. La formation d'un contact Schottky entre le sommet des nanofils et l'electrode superieure et son influence sur le comportement electrique du generateur sont prises en compte. Ces deux approches sont complementaires et sont une aide pour la comprehension physique du fonctionnement des nanofils comme transducteurs electromecaniques et pour l'optimisation des proprietes des nanofils en vue de leur utilisation comme elements actifs de nano et microgenerateurs. Finalement, nous proposons quelques pistes de reflexions pour la synthese de nanofils et leur integration en microsysteme ainsi que pour la realisation et la caracterisation d'un dispositif de recuperation d'energie base sur un reseau de nanofils. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00860496/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
