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RÉSUMÉ
Les applications aux fréquences térahertz connaissent actuellement un développement sans précédent. Traditionnellement réservées à quelques applications très spécifiques notamment la radioastronomie millimétrique et submillimétrique, les technologies térahertz sont amenées à se développer dans un champ plus large d’activités allant des techniques de l’environnement aux biotechnologies. Les techniques térahertz ont fortement évolué ces dernières années, grâce aux micro- et nanotechnologies les rendant plus accessibles aux sens technique et économique.
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The applications for terahertz frequencies are experiencing unprecedented development. Traditionally limited to a few highly specific applications such as notably the millimeter and submilimeter radioastronomy, terahertz technologies are to be developed in wider sectors of activities ranging from environmental techniques to biotechnologies. The terahertz techniques have considerably evolved over the last few years thanks to micro and nanotechnologies thus becoming more accessible in the technical and economic sense.
Auteur(s)
INTRODUCTION
Les applications aux fréquences térahertz connaissent actuellement un développement sans précédent. Traditionnellement réservées à quelques applications très spécifiques notamment la radioastronomie millimétrique et submillimétrique, les technologies térahertz sont amenées à se développer dans un champ plus large d’activités allant des techniques de l’environnement aux biotechnologies. Les techniques térahertz ont fortement évolué ces dernières années, grâce aux micro- et nanotechnologies les rendant plus accessibles aux sens technique et économique.
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Approche optique2. Approche électronique
Traditionnellement, les composants électroniques les plus utilisés aux fréquences térahertz sont les composants dipôles. Rappelons que, en plus basses fréquences, la situation est inverse. En effet, l’essentiel des fonctions électroniques est assuré, dans ce cas, par les transistors que l’on peut considérer comme composants génériques. Cette première remarque n’est pas anodine dans la mesure où l’application préférentielle d’un transistor est l’amplification. Pour le moment cependant, même si l’on fabrique des transistors « térahertziens » dans la mesure où leur fréquence de coupure atteint le térahertz, ils présentent des gains limités en infrarouge lointain. Les valeurs de gain sont en particulier insuffisantes pour assurer la régénération des signaux en amplitude compte tenu de l’absorption très forte des ondes électromagnétiques au-dessus de 100 GHz. Des études sont actuellement en cours pour améliorer cette situation soit à partir d’une technologie unipolaire, soit bipolaire en fabriquant des nanotransistors térahertz. L’état de l’art se situe cependant en bande millimétrique bornée par 300 GHz. Ceci explique le choix des composants de type diode que ce soit pour la génération directe ou pour la conversion de fréquences.
2.1 Génération directe
Le composant dipôle le plus utilisé comme source à l’état solide dans le bas de la bande térahertz, est la diode Gunn. Ce composant présente un effet de conductance (résistance) différentielle négative. Mathématiquement, cela correspond à écrire :
avec :
- J :
- la densité de courant traversant le composant
- V :
- la tension appliquée à ses bornes.
Lorsque l’effet de conductance différentielle existe en régime de tension continue (régime dc), cela signifie simplement que, en augmentant la tension aux bornes du composant, on obtient moins de courant le traversant. Cette situation peut paraître paradoxale en électronique classique où généralement la caractéristique courant-tension croît...
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Approche électronique
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - * - Journée de l’Observatoire des Micro et Nanotechnologies : Technologie Térahertz à l’institut Curie, octobre 2004.
-
(2) - * - Approche électronique
-
(3) - DUPUIS (O.) - Technologies et caractérisation hautes fréquences de composants III-V à effet tunnel résonant - . Thèse de l’Université de Lille, 19 octobre 1999.
-
(4) - MÉLIQUE (X.) - Tripleur de fréquence utilisant des diodes varactors à hétérostructures en gamme millimétrique - . Thèse de l’Université de Lille, novembre 1999.
-
(5) - PODEVIN (F.) - Composants Schottky à hétérostructures de semi-conducteurs en technologie InP pour le mélange de fréquence à 560 GHz - . Thèse de l’Université de Lille, octobre 2001.
-
(6)...
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