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Propriétés mécaniques et électriques de couches minces diélectriques : expériences de nanoindentation-électrique et simulations numériques
No full textAdvanced devices (microelectronic systems, sensors, power sourcing or storage, photovoltaic cells, …) are complex architectures at small scales that integrate ever more heterogeneous stacks of thin films combining metals, semiconductors and dielectrics. Each material has the role of ensuring one or more functions for several years (signal transmission, energy conversion, insulation, …) of which the most common are based on electrical conduction and dielectric properties. However, the functional reliability of devices is largely driven by the mechanical strength of these materials to the harsh stresses occurring both in the fabrication process and during operation. Knowing the local mechanical and electrical properties of thin film materials, but also their potential interaction, is therefore a major challenge.In this context, the present PhD thesis consists in identifying the mechanical and electrical behaviors of three functional systems composed of dielectric thin films on conductive substrates. The characterization of these systems was performed by electrical-nanoindentation tests, coupling fine electrical measurements to nanoindentation tests. The processing of the experiments, being neither straightforward nor trivial for a quantitative approach, has been carried out essentially by using numerical simulations by the finite element method to extract material properties.The first system studied is a silicon nitride layer on an aluminum-based alloy (Si3N4/AlSiCu). Its indentation led to the cracking of Si3N4 and to instabilities on the mechanical curves. From these features, a methodology based on the energy dissipation caused by the fracture has been developed, giving both an identification procedure of the damage properties of the brittle layer and the whole cracking process (location of the cracks, their shape, their length, etc.).The second system is a nanoporous organosilicate glass thin film on a silicon substrate (SiOCH/Si). Its electrical indentation resulted in plastic deformation of the film, its cracking and electrical leakage. The correlation between mechanical and electrical failures has been fully described according to several regimes, one of which proved particularly interesting for identifying a conduction law of the SiOCH film under stress. Indeed, a plasticity-driven conductivity drop in the dielectric material has been clearly evidenced. An extension of the Poole-Frenkel conduction model was then proposed to account for plastic strain, and was supported by a physical mechanism.The third system is a copper oxide thin film obtained from the thermal oxidation of an annealed copper substrate (Cu2O/Cu). The mechanical behavior of the oxide, but also that of the copper substrate, was first fully described. In particular, size effects already well known in crystalline metals (onset of plasticity, plasticity gradients) have been observed to be enhanced in copper by the growth of an oxide layer on its surface. The fine description of the system rheology made it possible in a second step to determine its electrical properties.Finally, these results are of both academic and application interest. In addition to gaining a better understanding of the functional systems studied, which are at the heart of modern microelectronics, they are probably generic enough to be transposed to other similar systems.Les dispositifs avancés (systèmes microélectroniques, capteurs, générateurs ou accumulateurs d’énergie, cellules photovoltaïques, …) sont des architectures complexes aux petites échelles qui intègrent des empilements toujours plus hétérogènes de couches minces combinant des métaux, des semi-conducteurs et des diélectriques. Chaque matériau a pour rôle d'assurer une ou plusieurs fonctions pendant plusieurs années (transmission de signaux, conversion d'énergie, isolation, …) dont les plus courantes sont basées sur la conduction électrique et les propriétés diélectriques. Cependant, la fiabilité fonctionnelle des dispositifs est largement contrôlée par la résistance mécanique de ces matériaux aux contraintes sévères survenant tant au cours du processus de fabrication que pendant le fonctionnement du produit. Connaître les propriétés mécaniques et électriques locales des matériaux en couches minces, mais également leur potentielle interaction, est donc un enjeu majeur.Dans ce contexte, cette thèse consiste à identifier les comportements mécaniques et électriques de trois systèmes fonctionnels, tous composés de couches minces diélectriques sur des substrats conducteurs. La caractérisation de ces systèmes a été réalisée par des essais de nanoindentation-électrique, couplant des mesures électriques fines à des essais de nanoindentation. Le traitement des expériences, n’étant ni direct ni trivial pour une approche quantitative, a été mené en utilisant des simulations numériques par la méthode des éléments finis afin d'extraire les propriétés des matériaux.Le premier système étudié est une couche de nitrure de silicium sur un alliage d'aluminium (Si3N4/AlSiCu). Son indentation a conduit à la fissuration de Si3N4 ainsi qu’à des instabilités sur les courbes mécaniques. A partir de ces caractéristiques, une méthodologie basée sur la dissipation d’énergie causée par la rupture a été développée, donnant à la fois une procédure d’identification des propriétés d’endommagement de la couche fragile et le scénario de fissuration complet (position des fissures, leur forme, leur longueur, etc.).Le deuxième système est une couche mince de verre organosilicate nanoporeuse sur un substrat de silicium (SiOCH/Si). Son indentation électrique a mené à la déformation plastique de la couche, à sa fissuration et à des fuites électriques. La corrélation entre les défaillances mécaniques et électriques a entièrement été décrite en fonction de plusieurs régimes dont un s’est avéré particulièrement intéressant pour identifier une loi de conduction de la couche de SiOCH sous contrainte. En effet, une chute de conductivité due à la plasticité dans le matériau diélectrique a clairement été mise en évidence. Une extension du modèle de conduction de Poole-Frenkel a alors été proposée pour tenir compte de la déformation plastique, et a été justifiée par un mécanisme physique.Le troisième système est une couche mince d’oxyde de cuivre obtenue à partir de l’oxydation thermique d'un substrat de cuivre recuit (Cu2O/Cu). Le comportement mécanique de l'oxyde, mais également celui du substrat de cuivre, ont été dans un premier temps complètement décrits. En particulier, des effets de taille déjà bien connus dans les métaux cristallins (amorce de la plasticité, gradients de plasticité) ont été observés comme renforcés dans le cuivre par la croissance d'une couche d'oxyde à sa surface. La description fine de la rhéologie de ce système a permis dans un second temps de déterminer ses propriétés électriques.Finalement, ces résultats sont à la fois d’intérêt académique et applicatif. En plus d’accéder à une meilleure compréhension des systèmes fonctionnels étudiés, qui sont au cœur de la microélectronique moderne, ils sont probablement assez génériques pour être transposés à d’autres systèmes similaires
Propriétés mécaniques et électriques de couches minces diélectriques : expériences de nanoindentation-électrique et simulations numériques
No full textAdvanced devices (microelectronic systems, sensors, power sourcing or storage, photovoltaic cells, …) are complex architectures at small scales that integrate ever more heterogeneous stacks of thin films combining metals, semiconductors and dielectrics. Each material has the role of ensuring one or more functions for several years (signal transmission, energy conversion, insulation, …) of which the most common are based on electrical conduction and dielectric properties. However, the functional reliability of devices is largely driven by the mechanical strength of these materials to the harsh stresses occurring both in the fabrication process and during operation. Knowing the local mechanical and electrical properties of thin film materials, but also their potential interaction, is therefore a major challenge.In this context, the present PhD thesis consists in identifying the mechanical and electrical behaviors of three functional systems composed of dielectric thin films on conductive substrates. The characterization of these systems was performed by electrical-nanoindentation tests, coupling fine electrical measurements to nanoindentation tests. The processing of the experiments, being neither straightforward nor trivial for a quantitative approach, has been carried out essentially by using numerical simulations by the finite element method to extract material properties.The first system studied is a silicon nitride layer on an aluminum-based alloy (Si3N4/AlSiCu). Its indentation led to the cracking of Si3N4 and to instabilities on the mechanical curves. From these features, a methodology based on the energy dissipation caused by the fracture has been developed, giving both an identification procedure of the damage properties of the brittle layer and the whole cracking process (location of the cracks, their shape, their length, etc.).The second system is a nanoporous organosilicate glass thin film on a silicon substrate (SiOCH/Si). Its electrical indentation resulted in plastic deformation of the film, its cracking and electrical leakage. The correlation between mechanical and electrical failures has been fully described according to several regimes, one of which proved particularly interesting for identifying a conduction law of the SiOCH film under stress. Indeed, a plasticity-driven conductivity drop in the dielectric material has been clearly evidenced. An extension of the Poole-Frenkel conduction model was then proposed to account for plastic strain, and was supported by a physical mechanism.The third system is a copper oxide thin film obtained from the thermal oxidation of an annealed copper substrate (Cu2O/Cu). The mechanical behavior of the oxide, but also that of the copper substrate, was first fully described. In particular, size effects already well known in crystalline metals (onset of plasticity, plasticity gradients) have been observed to be enhanced in copper by the growth of an oxide layer on its surface. The fine description of the system rheology made it possible in a second step to determine its electrical properties.Finally, these results are of both academic and application interest. In addition to gaining a better understanding of the functional systems studied, which are at the heart of modern microelectronics, they are probably generic enough to be transposed to other similar systems.Les dispositifs avancés (systèmes microélectroniques, capteurs, générateurs ou accumulateurs d’énergie, cellules photovoltaïques, …) sont des architectures complexes aux petites échelles qui intègrent des empilements toujours plus hétérogènes de couches minces combinant des métaux, des semi-conducteurs et des diélectriques. Chaque matériau a pour rôle d'assurer une ou plusieurs fonctions pendant plusieurs années (transmission de signaux, conversion d'énergie, isolation, …) dont les plus courantes sont basées sur la conduction électrique et les propriétés diélectriques. Cependant, la fiabilité fonctionnelle des dispositifs est largement contrôlée par la résistance mécanique de ces matériaux aux contraintes sévères survenant tant au cours du processus de fabrication que pendant le fonctionnement du produit. Connaître les propriétés mécaniques et électriques locales des matériaux en couches minces, mais également leur potentielle interaction, est donc un enjeu majeur.Dans ce contexte, cette thèse consiste à identifier les comportements mécaniques et électriques de trois systèmes fonctionnels, tous composés de couches minces diélectriques sur des substrats conducteurs. La caractérisation de ces systèmes a été réalisée par des essais de nanoindentation-électrique, couplant des mesures électriques fines à des essais de nanoindentation. Le traitement des expériences, n’étant ni direct ni trivial pour une approche quantitative, a été mené en utilisant des simulations numériques par la méthode des éléments finis afin d'extraire les propriétés des matériaux.Le premier système étudié est une couche de nitrure de silicium sur un alliage d'aluminium (Si3N4/AlSiCu). Son indentation a conduit à la fissuration de Si3N4 ainsi qu’à des instabilités sur les courbes mécaniques. A partir de ces caractéristiques, une méthodologie basée sur la dissipation d’énergie causée par la rupture a été développée, donnant à la fois une procédure d’identification des propriétés d’endommagement de la couche fragile et le scénario de fissuration complet (position des fissures, leur forme, leur longueur, etc.).Le deuxième système est une couche mince de verre organosilicate nanoporeuse sur un substrat de silicium (SiOCH/Si). Son indentation électrique a mené à la déformation plastique de la couche, à sa fissuration et à des fuites électriques. La corrélation entre les défaillances mécaniques et électriques a entièrement été décrite en fonction de plusieurs régimes dont un s’est avéré particulièrement intéressant pour identifier une loi de conduction de la couche de SiOCH sous contrainte. En effet, une chute de conductivité due à la plasticité dans le matériau diélectrique a clairement été mise en évidence. Une extension du modèle de conduction de Poole-Frenkel a alors été proposée pour tenir compte de la déformation plastique, et a été justifiée par un mécanisme physique.Le troisième système est une couche mince d’oxyde de cuivre obtenue à partir de l’oxydation thermique d'un substrat de cuivre recuit (Cu2O/Cu). Le comportement mécanique de l'oxyde, mais également celui du substrat de cuivre, ont été dans un premier temps complètement décrits. En particulier, des effets de taille déjà bien connus dans les métaux cristallins (amorce de la plasticité, gradients de plasticité) ont été observés comme renforcés dans le cuivre par la croissance d'une couche d'oxyde à sa surface. La description fine de la rhéologie de ce système a permis dans un second temps de déterminer ses propriétés électriques.Finalement, ces résultats sont à la fois d’intérêt académique et applicatif. En plus d’accéder à une meilleure compréhension des systèmes fonctionnels étudiés, qui sont au cœur de la microélectronique moderne, ils sont probablement assez génériques pour être transposés à d’autres systèmes similaires
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
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
Mechanical and electrical properties of dielectric thin films : electrical-nanoindentation experiments and numerical simulations
No full textLes dispositifs avancés (systèmes microélectroniques, capteurs, générateurs ou accumulateurs d’énergie, cellules photovoltaïques, …) sont des architectures complexes aux petites échelles qui intègrent des empilements toujours plus hétérogènes de couches minces combinant des métaux, des semi-conducteurs et des diélectriques. Chaque matériau a pour rôle d'assurer une ou plusieurs fonctions pendant plusieurs années (transmission de signaux, conversion d'énergie, isolation, …) dont les plus courantes sont basées sur la conduction électrique et les propriétés diélectriques. Cependant, la fiabilité fonctionnelle des dispositifs est largement contrôlée par la résistance mécanique de ces matériaux aux contraintes sévères survenant tant au cours du processus de fabrication que pendant le fonctionnement du produit. Connaître les propriétés mécaniques et électriques locales des matériaux en couches minces, mais également leur potentielle interaction, est donc un enjeu majeur.Dans ce contexte, cette thèse consiste à identifier les comportements mécaniques et électriques de trois systèmes fonctionnels, tous composés de couches minces diélectriques sur des substrats conducteurs. La caractérisation de ces systèmes a été réalisée par des essais de nanoindentation-électrique, couplant des mesures électriques fines à des essais de nanoindentation. Le traitement des expériences, n’étant ni direct ni trivial pour une approche quantitative, a été mené en utilisant des simulations numériques par la méthode des éléments finis afin d'extraire les propriétés des matériaux.Le premier système étudié est une couche de nitrure de silicium sur un alliage d'aluminium (Si3N4/AlSiCu). Son indentation a conduit à la fissuration de Si3N4 ainsi qu’à des instabilités sur les courbes mécaniques. A partir de ces caractéristiques, une méthodologie basée sur la dissipation d’énergie causée par la rupture a été développée, donnant à la fois une procédure d’identification des propriétés d’endommagement de la couche fragile et le scénario de fissuration complet (position des fissures, leur forme, leur longueur, etc.).Le deuxième système est une couche mince de verre organosilicate nanoporeuse sur un substrat de silicium (SiOCH/Si). Son indentation électrique a mené à la déformation plastique de la couche, à sa fissuration et à des fuites électriques. La corrélation entre les défaillances mécaniques et électriques a entièrement été décrite en fonction de plusieurs régimes dont un s’est avéré particulièrement intéressant pour identifier une loi de conduction de la couche de SiOCH sous contrainte. En effet, une chute de conductivité due à la plasticité dans le matériau diélectrique a clairement été mise en évidence. Une extension du modèle de conduction de Poole-Frenkel a alors été proposée pour tenir compte de la déformation plastique, et a été justifiée par un mécanisme physique.Le troisième système est une couche mince d’oxyde de cuivre obtenue à partir de l’oxydation thermique d'un substrat de cuivre recuit (Cu2O/Cu). Le comportement mécanique de l'oxyde, mais également celui du substrat de cuivre, ont été dans un premier temps complètement décrits. En particulier, des effets de taille déjà bien connus dans les métaux cristallins (amorce de la plasticité, gradients de plasticité) ont été observés comme renforcés dans le cuivre par la croissance d'une couche d'oxyde à sa surface. La description fine de la rhéologie de ce système a permis dans un second temps de déterminer ses propriétés électriques.Finalement, ces résultats sont à la fois d’intérêt académique et applicatif. En plus d’accéder à une meilleure compréhension des systèmes fonctionnels étudiés, qui sont au cœur de la microélectronique moderne, ils sont probablement assez génériques pour être transposés à d’autres systèmes similaires.Advanced devices (microelectronic systems, sensors, power sourcing or storage, photovoltaic cells, …) are complex architectures at small scales that integrate ever more heterogeneous stacks of thin films combining metals, semiconductors and dielectrics. Each material has the role of ensuring one or more functions for several years (signal transmission, energy conversion, insulation, …) of which the most common are based on electrical conduction and dielectric properties. However, the functional reliability of devices is largely driven by the mechanical strength of these materials to the harsh stresses occurring both in the fabrication process and during operation. Knowing the local mechanical and electrical properties of thin film materials, but also their potential interaction, is therefore a major challenge.In this context, the present PhD thesis consists in identifying the mechanical and electrical behaviors of three functional systems composed of dielectric thin films on conductive substrates. The characterization of these systems was performed by electrical-nanoindentation tests, coupling fine electrical measurements to nanoindentation tests. The processing of the experiments, being neither straightforward nor trivial for a quantitative approach, has been carried out essentially by using numerical simulations by the finite element method to extract material properties.The first system studied is a silicon nitride layer on an aluminum-based alloy (Si3N4/AlSiCu). Its indentation led to the cracking of Si3N4 and to instabilities on the mechanical curves. From these features, a methodology based on the energy dissipation caused by the fracture has been developed, giving both an identification procedure of the damage properties of the brittle layer and the whole cracking process (location of the cracks, their shape, their length, etc.).The second system is a nanoporous organosilicate glass thin film on a silicon substrate (SiOCH/Si). Its electrical indentation resulted in plastic deformation of the film, its cracking and electrical leakage. The correlation between mechanical and electrical failures has been fully described according to several regimes, one of which proved particularly interesting for identifying a conduction law of the SiOCH film under stress. Indeed, a plasticity-driven conductivity drop in the dielectric material has been clearly evidenced. An extension of the Poole-Frenkel conduction model was then proposed to account for plastic strain, and was supported by a physical mechanism.The third system is a copper oxide thin film obtained from the thermal oxidation of an annealed copper substrate (Cu2O/Cu). The mechanical behavior of the oxide, but also that of the copper substrate, was first fully described. In particular, size effects already well known in crystalline metals (onset of plasticity, plasticity gradients) have been observed to be enhanced in copper by the growth of an oxide layer on its surface. The fine description of the system rheology made it possible in a second step to determine its electrical properties.Finally, these results are of both academic and application interest. In addition to gaining a better understanding of the functional systems studied, which are at the heart of modern microelectronics, they are probably generic enough to be transposed to other similar systems
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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