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Una nuova proposta per un antichissimo problema. Deo/dea in Verg. Aen. II 632
No full textL'articolo riesamina la vexata quaestio relativa alla variante deo/dea contenuta in Verg. Aen. II 632, con nuove considerazioni per la risoluzione del problema.About Verg. Aen. II 632 deo / dea the communis opinio, though persuaded that in any case the reference is to Venus, however prefers deo as lectio difficilior. Also the author of this article believes that deo is the right reading, but she is of the opinion that this word in the context denotes all deities in general, and in the Aeneas’ expression ducente deo she recognizes the pietas erga deos that Aeneas had preserved intact even amid the Troy’s ruin
Designing performance: the semi-autonomous revenue authority model in Africa and Latin America
Get PDFDuring the past decade, diverse developing countries have introduced radical reforms in their collection of taxes. In more than 15 countries, traditional tax departments have been granted the status of semiautonomous revenue authorities (ARAs), which are designed with a number of autonomy-enhancing features, including self-financing mechanisms, boards of directors with high-ranking public and private sector representatives, and sui generis personnel systems. The author addresses gaps in the public management and tax administration literatures by closely examining ARA reforms in Kenya, Mexico, Peru, South Africa, Uganda, and Venezuela from their inception to the early 2000s. Using the comparative case study method, he tackles three questions. First, what has motivated the wave of ARA reforms over the past decade? The author argues that from a public management perspective, reformers intended to use autonomy to enhance bureaucratic performance in low-capacity public sectors. Second, is there a connection between autonomy and performance? Focusing on revenue collection, compliance management, taxpayer services, human resource management, and administrative costs, the author suggests that autonomy is associated with higher levels of performance. He also makes the case that higher levels of autonomy are associated with higher levels of performance. Third, if there is a connection between autonomy and performance, which specific design features matter most and why? In spite of the popularity of the ARA reform, there is no consensus on best practice in organizational design. The author offers hypotheses based on the cases about why certain designs work better than others, and makes specific recommendations for the next generation of ARA reforms.Banks&Banking Reform,Municipal Financial Management,Public Sector Economics&Finance,Enterprise Development&Reform,Public Health Promotion,Banks&Banking Reform,National Governance,Municipal Financial Management,Public Sector Economics&Finance,Health Monitoring&Evaluation
Study and technology of InAsSb-based plasmonic resonators : towards semi-conductor plasmonics
No full textLes plasmons de surface sont des quasi-particules résultant du couplage fort entre l'oscillation collective des porteurs libres d'un métal (plasma) et une onde électromagnétique. Ils sont générés à l'interface entre un métal et un diélectrique. Ils sont étudiés depuis plusieurs années pour leurs propriétés remarquables de confinement du champ électromagnétique à l'interface ou encore d'exaltation de ce même champ. Les plasmons de surface (SPP) sont à la base de la plasmonique, domaine qui exploite leurs propriétés optiques. L'une des caractéristiques principales des SPP est la fréquence plasma. Elle est proportionnelle à la densité de porteurs libres. La majorité des travaux effectués en plasmonique concerne les métaux nobles comme l'or ou l'argent. Cependant, leur utilisation est délicate dans certaines gammes de longueurs d'onde, telle que l'infrarouge, lorsqu'il est nécessaire d'exploiter l'exaltation du champ électrique pour la détection de molécules en biologie. Pour contrôler au mieux cet effet d'exaltation du champ électrique, il est nécessaire d'ajuster la fréquence plasma. Cela impossible pour les métaux nobles qui sont par ailleurs incompatibles avec les procédés actuels de la microélectronique. L'utilisation de semi-conducteurs fortement dopés en plasmonique permet de contourner ces limitations. En changeant le dopage ou le type de semi-conducteur, il est possible de changer la fréquence plasma du matériau et ainsi, d'obtenir des résonances plasmoniques dans le moyen infrarouge. Mon travail de thèse concerne la réalisation et la caractérisation de réseaux plasmoniques à base semi-conducteurs dopés. Les échantillons sont constitués d'une couche d'InAsSb (antimoniure d'arséniure et d'indium) dopée au silicium. Cette couche est déposée par épitaxie par jets moléculaires (MBE) sur un substrat de GaSb (antimoniure de gallium). Dans un premier temps j'ai mis au point un moyen de caractérisation rapide et non destructif du niveau de dopage dans les couches d'InAsSb et donc de la fréquence plasma, basé sur la réflectivité en angle. Un modèle théorique basé sur le mode de Brewster m'a permis d'expliquer les résultats expérimentaux. J'ai ensuite mis au point les étapes technologiques permettant de réaliser les rubans d'InAsSb. Elles sont basées sur de la lithographie interférentielle, la gravure chimique humide et la gravure sèche par plasma. En modifiant les dimensions du réseau, j'ai démontré la possibilité de contrôler les propriétés optiques des résonateurs plasmoniques. Enfin, nous avons fabriqué des réseaux d'InAsSb enterrés, en procédant à une reprise d'épitaxie par MBE d'une couche de GaSb sur le réseau InAsSb. Nous arrivons ainsi à planariser la structure en conservant sa cristallinité. J'ai donc démontré qu'il était possible d'intégrer des structures plasmoniques à des composants photoniques opérant dans l'infrarouge en utilisant seulement des semi-conducteurs. La voie est ouverte pour le développement d'une plasmonique infrarouge tout-semi-conducteurs. Mon travail de thèse est pionnier dans ce domaine.Surface plasmons polaritons (SPP) are quasi-particles resulting from the strong coupling between the collective oscillations of free carriers in a metal and an electromagnetic wave. They are generated at the interface between a metal and a dielectric. They are studied in detail for several years for their outstanding properties of electromagnetic field confinement at the interface or of filed exaltation. SPP are the building blocks of plasmonics, the area that exploit their optical properties. One of the main characteristics of the SPP is the plasma frequency which is proportional to the density of free carriers. Plasmonics is essentially based on noble metals like gold or silver. However, noble metals are difficult to use in certain ranges of wavelengths, such as infrared, to exploit the electric field exaltation for the detection of molecules in biology. To improve the control of this electric field exaltation, it is necessary to adjust the plasma frequency. It impossible with noble metals that are otherwise incompatible with current microelectronics processes. To overcome these limitations we propose to use heavily doped semiconductors. By changing the doping or the type of the semiconductor, it is possible to change the plasma frequency and thus obtain plasmonic resonances in the mid-infrared. My work deals with the realization and the characterization of doped semiconductors plasmonic gratings. The samples consist of an InAsSb (indium, arsenide, antimonide) layer doped with silicon. This layer is deposited by molecular beam epitaxy (MBE) on a GaSb substrate (gallium antimonide). I have developed an experimental technique based angular dependent reflectivity of rapid and non-destructive characterization of the doping level in the InAsSb layers and thus the plasma frequency. A theoretical model based on Brewster modes allowed explaining the experimental results. I then developed a technological process to achieve the InAsSb gratings. They are based on interference lithography, chemical wet etching and dry plasma etching. By changing the size of the grating, I have demonstrated the ability to control the optical properties of plasmonic resonators. Finally, we have made of InAsSb grating buried into a GaSb layer, using a regrowth by MBE technique. The structure is planarized with a good crystallinity. So it is possible to integrate plasmonic resonators nearby photonic compounds operating in the infrared using only semiconductors. We pave the way for the development of all-semiconductor infrared plasmonics. My thesis is a pioneer work in this field
Détection sensible et sélective de composés organophosphorés par spectroscopie infrarouge exaltée par effet de surface
No full textLes agents chimiques de guerre comme les composés organophosphorés (dont le sarin), sont extrêmement dangereux pour l’humain à de très faibles concentrations. Malgré la convention sur l’interdiction des armes chimiques (1997), leur usage persiste et ce faisant ils représentent une menace importante envers les populations civiles et militaires. Dans ce travail, nous proposons un nouveau capteur plasmonique basé sur l’absorption infrarouge exaltée de surface (SEIRA) à partir de semi-conducteurs III-V. La combinaison de la sensibilité et de la sélectivité exaltées, respectivement par les effets plasmoniques et la spectroscopie des modes vibrationnels caractéristiques dans l’infrarouge, associé à la compatibilité CMOS et l’industrie mature des semi-conducteurs, ouvre de nouvelles perspectives pour la détection de molécules dangereuses. De plus, cette solution innovante implémente un matériau ϵ-near-zero (ENZ), une classe émergente de matériaux pour améliorer l’interaction lumière-matière ainsi que le contrôle sur la réponse optique d’une structure plasmonique. Tirant avantage de la structure reconnue métal-isolant-métal, nous avons conçu un dispositif métal-ENZ-métal pour l’étude des phénomènes basés sur l’ENZ et la détection de composés organophosphorés en phase gazeuse. Ces composants ont été employés pour détecter le méthylphosphonate de diméthyle (DMMP), simulant du sarin. Les capteurs conçus et fabriqués ont montré un temps de réponse de 5 minutes et leur sélectivité fut éprouvée avec du benzène et du méthane. Nous avons démontré la détection de DMMP avec une concentration minimale de 100 ppm. Nous avons identifié que le capteur est sensible à la formation d’une monocouche de 5 Å de DMMP adsorbé en surface du capteur par le biais de son oxyde natif, preuve que le capteur puisse être sensible à de très faibles concentrations.Chemical warfare agents, such as the organophosphorous compounds (sarin), are extremely dangerous molecules towards human at extremely low concentrations. Despite the 1997 Chemical Weapons Convention, their use persists making them an important threat for military and civilian population. In this work, we propose a novel plasmonic sensor based on surface-enhanced infrared absorption (SEIRA) made of III-V semiconductors. The combination of enhanced sensitivity using plasmonic effects, with increased selectivity by probing the molecules characteristic vibration modes in the infrared, associated with the CMOS-compatibility and mature industry of semiconductors, opens new perspectives for the sensing of dangerous molecules. Besides, this innovative solution implements a ϵ-near-zero (ENZ) medium, an emerging class of materials known for their ability to improve light-matter interactions as well as the control over the optical response of a plasmonic structure. Taking advantage of the well-known metal-insulator-metal structure, we designed a metal-ENZ-metal device that will serve as vehicle for the study of ENZ phenomena and the sensing of organophosphorous compounds in gas phase. These devices were tested for the detection of a simulant of the sarin molecule: dimethyl methylphosphonate (DMMP). The designed and fabricated sensors have a 5 min response time and their selectivity was positively experienced with benzene and methane. We demonstrated the sensing of DMMP at concentration as low as 100 ppm. We identified that the sensor was sensitive to a 5 Å-thick monolayer of DMMP that has adsorbed at the surface of our sensor through its native oxide, a proof that the sensor shall be sensitive to much lower concentrations
Surface functionalization of plasmonic III-V semiconductors for surface-enhanced vibrational spectroscopy
No full textCette thèse traite de la fonctionnalisation de surface des résonateurs plasmonique à base de semi-conducteur III-V en utilisant de l’acide phosphonique pour la spectroscopie vibrationnelle exaltée permettant d'identifier des quantités infimes de molécules. Le premier chapitre décrit les fondements théoriques de la spectroscopie vibrationnelle exaltée. En comparant les propriétés plasmoniques du semi-conducteur dégénéré InAs(Sb):Si et des métaux, ici l’or et le gallium, on trouve que l’InAs(Sb):Si est particulièrement adapté à la spectroscopie infrarouge exaltée (SEIRA) et que le gallium est adapté à la spectroscopie Raman exaltée (SERS). Les deux matériaux plasmoniques alternatifs surpassent théoriquement l'or dans leurs gammes spectrales respectives. Néanmoins, l'or et son inertie chimique restent intéressants pour permettre la spectroscopie vibrationnelle exaltée dans différents environnements chimiques.Dans le deuxième chapitre on démontre que l’InAs(Sb):Si est chimiquement stable dans l'eau, contrairement au GaSb. Une structure en couches composites de GaSb/InAsSb:Si a été utilisée pour montrer que la déplétion de l'antimoine et l'incorporation d'oxygène à l'interface GaSb-eau transforment, en un peu moins de 14 h, 50 nm de GaSb cristallin en un oxyde de gallium. Cet oxyde de gallium a un indice de réfraction moyen-IR de l'ordre de n=1,6 ce qui est environ la moitié de la valeur de l'indice de réfraction du GaSb dans le moyen-IR.Dans le troisième chapitre, on démontre que cette modification de l'indice de réfraction lors de l'oxydation peut être exploitée pour décaler la résonance plasmonique localisée des réseaux InAsSb:Si sur des substrats GaSb dans la plage de 5 µm à 20 µm par formation d’un piédestal.Dans le chapitre 4 est présenté le contrôle de la liaison chimique des molécules organiques avec la fine couche d'oxyde natif à la surface du semi-conducteur III-V. L’attachement de ces molécules sur l’oxyde de surface ouvre la voie à des applications bio-photoniques utilisant des semi-conducteurs améliorés par des résonateurs plasmoniques.Dans le chapitre 5 est décrit deux stratégies différentes pour combiner des résonateurs plasmoniques à base de III-V avec des circuits micro-fluidiques. Ces résultats démontrent que des applications lab-on-the-chip basées sur des semi-conducteurs III-V sont possibles.Enfin, la possibilité d'intégrer des nanoparticules de Gallium plasmoniques sur des semi-conducteurs III-V pour combiner les méthodes SEIRA et SERS est présentée au chapitre 6.This thesis deals with the surface functionalization of nanostructured plasmonic III-V semiconductors for surface-enhanced vibrational spectroscopy relevant to identify minute amounts of analyte molecules.The first chapter outlines the theoretical foundations of surface-enhanced vibrational spectroscopy based on plasmonics. Comparing the plasmonic properties of the degenerate semiconductor InAs(Sb):Si and of metals, here gold and gallium, it is found that the degenerate semiconductor is especially suited for surface-enhanced infrared (SEIRA) spectroscopy and that gallium with its plasmonic potential in the UV-VIS range is apt for surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS). Both alternative plasmonic materials theoretically outperform gold in their respective spectral ranges. Nevertheless, gold and its chemical inertness remain interesting for enabling plasmonic enhanced vibrational spectroscopy in different chemical environments. The influence of aqueous environments on the material properties of III-V semiconductors is addressed in the second and in the third chapter. It is found that InAs(Sb):Si is chemical stable in water, but GaSb is not. A GaSb/InAsSb:Si compound layer structure was used to demonstrate that the depletion of antimony and the incorporation of oxygen at the GaSb-water interface transform 50 nm of crystalline GaSb to a gallium oxide in less than 14 hours. The gallium oxide has a mid-IR refractive index in the order of n=1.6 and thus less than half of the value of the mid-IR refractive index of GaSb. This change in refractive index upon oxidation can be exploited to blue-shift the localized plasmonic resonance of InAsSb:Si gratings on GaSb-substrates in the range from 5 µm to 20 µm by pedestal formation.In Chapter 4, the controlled chemical bonding of organic molecules to the approximately 3 nm thin native oxide layer of III-V semiconductor surfaces by phosphonic acid chemistry is presented. This paves the way for plasmonic enhanced all-semiconductor mid-IR biophotonic applications. In chapter 5, two different, but equally successful strategies to combine III-V based plasmonic resonators with microfluidic circuits are described. These results demonstrate that lab-on-the-chip applications based on III-V semiconductors are possible. Finally, the possibility to integrate plasmonic Gallium nanoparticles onto the III-V material platform for a potential combination of SEIRA and SERS applications is presented in chapter 6
Dynamic plasmonics for infrared with heavily doped semiconductor
No full textLe contexte de ma thèse se situe dans le cadre de l’imagerie multispectrale infrarouge (IR) et traite notamment de la plasmonique, domaine de l’optique électromagnétique dont le but est d’étudier et d’exploiter des ondes de surface existant à l’interface entre un métal et un diélectrique. On cherche à miniaturiser des fonctions optiques grâce aux nanotechnologies et plus précisément à réaliser du filtrage spectrale IR au niveau du pixel de détection en intégrant un nano-résonateur. Usuellement, on utilise des diélectriques et des métaux mais l’intégration est complexe. J’explore le potentiel offert par les semi-conducteurs fortement dopés pour remplacer les métaux, ce qui pourrait permettre une meilleure intégration aux procédés technologiques de fabrication de photodétecteur ou d’émetteur. J’utilise des semi-conducteurs III-V, compatibles avec la croissance épitaxiale du super-réseau de type 2 (T2SL) des photodétecteurs infrarouge à ondes longues (LWIR). De plus, travailler avec un semi-conducteur fortement dopé offre la possibilité de modifier la fréquence de résonance en ajustant la densité de porteurs libres par action d’une différence de potentiel. J’étudie des architectures de composants "GMR" (Guided-mode resonance), usuellement formées d’un guide d’onde en diélectrique, siège de la résonance, et d’un réseau en diélectrique ou en métal permettant le couplage entre l’onde incidente ou transmise et le mode guidé grâce aux ordres ±1 diffractés par le réseau dans la couche mince. La tendance actuelle est d’intégrer ces composants directement au niveau du pixel de détection mais au prix de nombreuses étapes de fabrication. J’étudie la possibilité d’utiliser exclusivement des semi-conducteurs pour simplifier le procédé de fabrication et permettre une intégration monolithique du filtre au détecteur. Le guide d’onde est constitué d’un semi-conducteur intrinsèque et le réseau en semi-conducteur fortement dopé. La gamme spectrale d’intérêt se situe dans l’infrarouge lointain (8 μm - 14 μm). Dans un premier temps, les démonstrations théorique et expérimentale d’un filtre spectral nanostructuré tout semi-conducteur pour l’infrarouge fondé sur la résonance de mode guidé ont été effectuées. J’ai dimensionné puis fabriqué un échantillon dont la première étape consiste en le dépôt par épitaxie d’une couche de GaSb et d’une couche de InAsSb fortement dopé sur un substrat en GaAs avant une étape de photolithographie pour définir le masque de la gravure ionique réactive afin d’obtenir le réseau de diffraction. Un travail expérimental a ensuite permis de caractériser le composant (mesure sous incidence normale, étude angulaire, mesure à basse température) avec notamment la réalisation d’un banc de caractérisation angulaire. En parallèle, j’ai étudié un empilement approprié de matériaux dopés permettant, par application d’une tension électrique, de déplacer les électrons libres issus du dopage dans le réseau et le guide, ce qui modifie alors localement l’indice de réfraction et donc directement les conditions de guidage de la lumière par variation de phase. Différentes approches ont été présentées pour tenter d’ajuster la longueur d’onde de résonance du filtre spectral GMR : accumulation et déplétion des charges dans le réseau de diffraction, insertion d’une jonction P-N dans le guide d’onde, ...Enfin, une première brique pour l’intégration d’un T2SL dans un nano-résonateur optique pour réaliser un photodétecteur nanostructuré tout semi-conducteur a été étudiée. J’ai proposé la conception théorique de plusieurs nano-résonateurs intégrant un photodétecteur de type T2SL (filière InAs/GaSb). J’ai conçu trois architectures aux propriétés spectrales distinctes et qui diffèrent notamment par l’épaisseur de la couche de T2SL.The context of my thesis deals with infrared (IR) multispectral imaging and in particular with plasmonics, a field of electromagnetic optics whose the aim is to study and exploit surface waves existing at the interface between a metal and a dielectric. We seek to miniaturize optical functions thanks to nanotechnologies and more precisely to perform IR spectral filtering at the detection pixel level by integrating a nano-resonator. Usually we use dielectrics and metals, but the integration is complex. I am exploring the potential offered by heavily doped semiconductors to replace metals, which could allow better integration into technological processes for fabricate a photodetector or emitter. I use III-V semiconductors, compatible with the epitaxial growth of type 2 superlattice (T2SL) of long wave infrared photodetectors (LWIR). Furthermore, working with a heavily doped semiconductor offers the possibility of modifying the resonance frequency by adjusting the density of free carriers by the action of a potential difference.I study architectures of "GMR" components (Guided-Mode Resonance), usually formed by a waveguide in dielectric, where occurs the resonance, and a grating in dielectric or metal allowing the coupling between the incident or transmitted wave and the guided mode thanks to the ±1 orders diffracted by the grating in the thin layer. The current trend is to integrate these components directly at the level of the detection pixel but at the cost of numerous fabrication steps. I am studying the possibility of using exclusively semiconductors to simplify the fabrication process and allow monolithic integration of the filter into the detector. The waveguide consists of an intrinsic semiconductor and the grating of heavily doped semiconductor. The spectral range of interest is in the far infrared (8 μm - 14 μm).First, theoretical and experimental demonstrations of an all-semiconductor nano-structured spectral filter for infrared based on guided-mode resonance were carried out. I dimensioned and then fabricated a sample where the first step consists in depositing by epitaxy a layer of GaSb and a layer of highly doped InAsSb on a GaAs substrate before a photolithography step to define the mask of the etching reactive ionic etching in order to obtain the diffraction grating. An experimental work then made it possible to characterize the component (measurement under normal incidence, angular study, measurement at low temperature) with in particular the realization of an angular characterization setup.In parallel, I studied an appropriate stack of doped materials allowing, by applying an electrical voltage, to move the free electrons from doping in the grating and the guide, which then locally modifies the refractive index and therefore directly the conditions for guiding the light by phase variation. Different approaches have been presented in an attempt to adjust the resonance wavelength of the GMR spectral filter: accumulation and depletion of charges in the diffraction grating, insertion of a PN junction in the waveguide, ...Finally, a first brick for the integration of a T2SL in an optical nano-resonator to make an all-semiconductor nano-structured photodetector was studied. I proposed the theoretical design of several nano-resonators integrating a T2SL type photodetector (InAs/GaSb). I designed three architectures with distinct spectral properties, which differ in particular in the thickness of the T2SL layer
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