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Effets des radiations spatiales sur les photo-détecteurs infrarouges InGaAs
No full textLes photodétécteurs InGaAs sont une potentiel alternative au HgCdTe pour des applications spatiales de télédétection et de télécommunications en espace libre grâce à ses excellentes performance à temperature ambiante. Cependant, l'expèrience d'utilisation des détécteurs InGaAs dans des missions spatiales comme SPOT4 a montré la fragilité de ces composants en environnement spatiale.L'objectif de ce thèse est d'étudier la tenue aux irradiations spatiales des photodétécteurs InGaAs et en comprendre les bases physiques de la dégradation.Pour accomplir cette tâche, des cellules de test contenant des photodiodes InGaAs ont été irradié, principalement avec des protons.Le plus gros impacte de l'irradiation s'est montré être l'augmentation du courant d'obscurité. Un facteur de dommage du courant d'obscurité (qui quantifie l'augmentation du courant d'obscurité par particule) a été établi pour chaque condition.Le courant d'obscurité il s'est montré être exacerbé par le champs électrique. Un modèle a été conçu pour quantifier le facteur d'amplification ("Field Enhancement Factor" en anglais) et réproduire le courbes courant-tension experimentales.En ce qui concerne l'effet de l'énergie de proton, l'hypothèse de "NIEL scaling" du courant a été étudié. Il se trouve que à faible polarisation inverse les faible énergies donnent un facteur de dommage plus élevé alors que à forte polarisation inverse le comportement est le contraire. Cela a été hypothétisé que les défauts provoqué par les proton de forte énergie soient plus sensible aux effets de champs électrique.Un apparition du bruit télégraphiste suit à l'irradiation proton a aussi été remarqué et étudie sur des monodiodes isolées.The electromagnetic spectrum with associated wavelengths in the range 1 – 3 µm, known as Short Wavelength InfraRed (SWIR) is characterized by an atmospheric transmission window centered at 1.6 µm. This allows the sunlight reflected by the Earth to reach high altitudes in the atmosphere. One example is the study of the vegetation, which has relatively high reflectance in this range. The SWIR range follow in the operating detectable range of InGaAs. First results from in-orbit InGaAs detectors showed however high dark current levels and the appearance of Dark Current Random Telegraph Signal (DC-RTS). The first degrade the Signal to Noise Ratio (SNR) while the second the unpredictability of the dark signal, making any post-process correction harder.The objective of this PhD thesis was to conduct studies aimed at understanding deeper the limitations of InGaAs photodetectors and when possible, comparing the results with the alternative materials, especially HgCdTe.To do so, different InGaAs based structures have been irradiated, especially with protons. The effect of proton and neutron irradiation is mainly to increase the dark current. An InGaAs damage factor (which gives the increase of dark current per unit fluence) has been established for different conditions. The increase in dark current is mainly due to increase generation current due to the introduction of generation-recombination centers in the depletion region. This generation current has activation energy lower than the half of the band gap, (half of the band gap value is expected from Shockley-Read-Hall theory) and the activation energy lowers with applied reversed bias. We concluded that this current is electric field-enhanced, and a dark current model has been proposed based on the experimental evaluation of a field enhancement factor. This has been confirmed by studying the effect of doping: dark current for higher doping levels had higher bias (and so electric field) dependence.The effect of proton energy has been also investigated in the range 10-62 MeV and compared to the NIEL scaling hypothesis predictions. NIEL scaling of dark current qualitatively occurs at low reverse bias (higher degradation for lower proton energy) but not at high reverse bias. This difference has been attributed to different response to electric field of the different kind of defects produced by the low and high proton energies.Dark Current Random Telegraph Signal (DC-RTS) has been also observed in irradiated single and isolated InGaAs photodiodes. This allowed studying the bias and temperature dependence of switching time and DC-RTS amplitude
Effets des radiations spatiales sur les détecteurs CMOS à avalanche
No full textLe sujet de cette thèse traite des effets des radiations spatiales sur des détecteurs CMOS à avalanches, et particulièrement sur les dispositifs SPADs (pour Single Photon Avalanche Diode en anglais, ou photodiode à avalanche à photon unique). Ces photodiodes présentent un gain interne presque infini et sont donc sensibles à des très faibles conditions de lumières. Ainsi, avec en plus une excellente résolution temporelle, ces capteurs peuvent être très intéressant pour des applications spatiales nécessitant des mesures de temps de vols, comme la topographie d’objets célestes ou les Rendez-vous spatiaux. Cependant, l’espace est un environnement hostile du fait des radiations provenant du Soleil, des particules piégées dans la magnétosphère terrestre ainsi qu’au-delà du système solaire. De ce fait, dans le cadre de ces travaux de thèse, un modèle est mis en place pour prédire la dégradation du courant d’obscurité des SPADs, le Dark Count Rate (DCR), après des irradiations aux protons. Expérimentalement, deux technologies de matrices de SPADs sont irradiées avec des protons, des rayons X et des rayons γ. De ce fait, les effets ionisants et non-ionisants sont investigués pour ces capteurs à avalanches, et des différences en comparaison avec les pixelsdes capteurs d’images standard sont soulignées. Ensuite, les caractéristiques des défauts induits par la création d’états d’interface entre les oxides et le silicium et les dommages de déplacement atomique dans le substrat sont examinées, avec notamment la présence de comportement RTS (Random Telegraph Signal). Enfin, l’identification de la nature de ces défauts est réalisée par l’intermédiaire de recuits isochrones après l’expositions des matrices de SPADs aux trois différentes radiations mentionnées au-dessus.The subject of this thesis deals with the effects of space radiation on CMOS avalanche detectors, particularly on Single Photon Avalanche Diodes (SPADs). These photodiodes exhibit nearly infinite internal gain and are therefore sensitive to very low light conditions. Thus, with excellent temporal resolution, these sensors can be very interesting for space applications requiring time-of-flight measurements, such as the topography of celestial objects or space Rendezvous. However, space is a hostile environment due to radiation from the Sun, particles trapped in the Earth’s magnetosphere, and beyond the solar system. Consequently, within the framework of this thesis work, a model is established to predict thedegradation of the dark current of SPADs, the Dark Count Rate (DCR), after proton irradiations. Experimentally, two SPAD array technologies are irradiated with protons, X-rays, and γ rays. Hence, ionizing and non-ionizing effects are investigated for these avalanche sensors, and differences compared to pixels of standard image sensors are highlighted. Subsequently, the characteristics of defects induced by the creation of interface traps between oxides and silicon and atomic displacement damage in the substrate are examined, including the presence of Random Telegraph Signal (RTS) behaviors. Finally, the nature of these defects is identified through isochronal annealing after irradiations of the SPAD arrays using the three different radiation types mentioned above
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Effets des radiations spatiales sur le courant d'obscurité dans les capteurs d'images CMOS avancés
No full textLes systèmes d'imagerie sont indispensables aux missions spatiales, permettant des applications critiques telles que l'observation de la Terre, l'exploration planétaire et la recherche astronomique. Bien que les dispositifs à transfert de charge (CCDs) aient traditionnellement dominé l’imagerie spatiale en raison de leur haute sensibilité et de leur qualité d’image exceptionnelle, les capteurs d’image CMOS émergent rapidement comme une alternative très solide. Les capteurs CMOS offrent des avantages distincts, notamment une consommation d’énergie réduite, des vitesses de lecture rapides, des fonctionnalités de traitement d’image intégrées adaptables et une meilleure capacité d’intégration, ce qui les rend idéaux pour les missions spatiales modernes où les contraintes de taille, de poids et d'énergie sont essentielles.Les récents progrès des technologies de capteurs d’image CMOS ont considérablement amélioré leurs performances, avec des innovations s’éloignant des structures traditionnelles de photodiodes pincées planaires au profit d’architectures plus verticales, intégrant de nouvelles méthodes d’isolation entre pixels ou des couches photosensibles amincies et éclairée par la face arrière. Ces développements soutiennent non seulement les efforts pour réduire la taille des pixels, mais améliorent également la sensibilité et la suppression des interférences entre pixels, permettant des matrices à haute densité avec des performances accrues. Ces avancées positionnent les capteurs d’image CMOS comme des solutions prometteuses pour les missions spatiales, offrant des performances d’imagerie améliorées et des fonctionnalités avancées adaptées aux exigences de l’environnement spatial.Bien que la transition vers la technologie CMOS dans l’imagerie spatiale ait été partiellement influencée par leur résilience architecturale à certains effets de radiation, tels que les inefficacités de transfert de charge, ainsi que par leur adaptabilité aux techniques de durcissement aux radiations, l’environnement radiatif sévère de l’espace reste un défi majeur pour les capteurs CMOS. Les radiations ionisantes (dose totale ionisante, TID) et non ionisantes (dommages par déplacement atomique, DDD) induisent des défauts dans les pixels, entraînant notamment une augmentation du courant d’obscurité et du bruit, qui détériore les performances.Cette thèse aborde ces défis en étudiant les mécanismes de dégradation des capteurs d’image CMOS avancés soumis aux radiations. En tirant parti des propriétés uniques des capteurs CMOS avancés, comme leurs petits pixels, ce travail vise à fournir de nouveaux aperçus sur le comportement des défauts induits par les radiations.L’étude s’est concentrée sur les effets de TID et de DDD sur deux capteurs d’image CMOS : un capteur commercial, le SONY IMX219, utilisant des photodiodes verticales isolées par jonction, et un modèle en développement chez STMicroelectronics, basé sur un photogate de type p. Les effets des DDD dans les deux capteurs produisent des pixels chauds de courant d’obscurité et à du bruit RTS (Random Telegraph Signal) avec des distributions exponentielles, conformes aux modèles établis. Les petits volumes de pixels dans les deux dispositifs réduisent la prévalence des défauts RTS. Le photogate de type p a montré des taux de génération de défauts nettement plus faibles par rapport à d’autres dispositifs à base de silicium, l’origine de cette différence étant encore en cours d’investigation. En revanche, les effets de la TID montrent une augmentation uniforme du courant d’obscurité sur toute la matrice pour les deux capteurs, avec une dégradation fortement influencée par les conditions opérationnelles. Le capteur Sony IMX219 présente une dégradation typique induite par les rayons gamma, y compris des RTS à des doses plus élevées, tandis que le photogate démontre une tolérance supérieure à la TID, grâce à son ingénierie avancée, maintenant de bonnes performances même à des doses élevées.Imaging systems are indispensable for space missions, enabling critical applications such as Earth observation, planetary exploration, and astronomical research. While Charge-Coupled Devices (CCDs) have traditionally dominated space imaging due to their high sensitivity and exceptional image quality, Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (CMOS) image sensors are rapidly emerging as a very strong counterpart. CMOS imagers offer distinct advantages, including lower power consumption, fast readout speeds, tailored on-chip image processing functionalities, and greater integration capabilities, making them ideal for modern space missions where size, weight, and power constraints are keys.Recent advancements in CMOS image sensor technologies have significantly enhanced their performance, with innovations that move away from traditional planar pinned-photodiode structures toward more vertical architectures, incorporating new pixel-to-pixel isolation methods or back-side illuminated thinned photosensitive layers. These developments not only support efforts to reduce pixel size but also improve sensitivity and cross-talk suppression, enabling higher-density arrays with enhanced performance. Such progress positions CMOS image sensors to unlock new possibilities for space missions, offering improved imaging performances and advanced functionalities, tailored to the demands of the harsh space environment.While the transition to CMOS technology in space imaging has been partially influenced by their architectural resilience to certain radiation effects, such as charge transfer inefficiencies, as well as their adaptability to radiation-hardening techniques, the harsh radiation environment of space remains a significant challenge for CMOS sensors. Ionizing radiation (total ionizing dose, TID) and non-ionizing radiation (displacement damage) induce defects in the silicon lattice and interface layers, leading to increased dark current, noise, and performance variability.This thesis addresses these challenges by investigating the degradation mechanisms of advanced CMOS image sensors under ionizing and non-ionizing radiation. By leveraging the unique properties of advanced CMOS sensors, particularly their small pixel volumes, this work seeks to provide novel insights into the behavior of radiation-induced defects. Ultimately, this research contributes to the broader goal of advancing space instrumentation to meet the growing demands of exploration and observation.The focus was made on Total Ionizing Dose (TID) and Displacement Damage Dose (DDD) effects on two CMOS image sensors: a commercial IMX219 with junction-isolated vertical photodiodes and an engineering model from a novel technology in development at STMicroelectronics, the p-type photogate. DDD effects in both sensors produce dark current hot pixels and Random Telegraph Signal (RTS) defects with exponential distributions, consistent with established models. Smaller pixel volumes in both devices reduce RTS defect prevalence. The p-type photogate showed a notably lower defect generation rates when compared to other Si-based devices, the origin of this difference still being under investigation. TID effects, in contrast, show a uniform dark current increase across the pixel array for both sensors, with degradation strongly influenced by operational conditions. The Sony IMX219 exhibits typical gamma-induced degradation, including RTS at higher doses, while the photogate demonstrates superior TID tolerance, driven by its advanced engineering, maintaining good performance even at high doses
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Dispelling the Myths Behind First-author Citation Counts
Full text linkWe conducted a full-scale evaluative citation analysis study of scholars in the XML research field to explore just how different from each other author rankings resulting from different citation counting methods actually are, and to demonstrate the capability of emerging data and tools on the Web in supporting more realistic citation counting methods. Our results contest some common arguments for the continued
use of first-author citation counts in the evaluation of scholars, such as high correlations between author rankings by first-author citation counts and other citation
counting methods, and high costs of using more realistic citation counting methods that are not well-supported by the ISI databases. It is argued that increasingly available digital full text research papers make it possible for citation analysis studies to go beyond what the ISI databases have directly supported and to employ more
sophisticated methods
koamabayili/VECTRON-author-checklist: VECTRON author checklist
No full textWe have done our best to complete the author checklist relating to the use of animals in the hut study. Note that the objective for the hut study was to evaluate the IRS treatment applications for residual efficacy against Anopheles mosquitoes, including the local An. coluzzii mosquito population. Cows were only used to attract mosquitoes into the huts and no tests were carried out directly on the cows. The author checklist is intended for use with studies where experiments are carried out on animals, which is why we have had such difficulty in completing this for the hut study, as many of the questions do not relate to how the cows were used
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