Études théoriques et expérimentales des effets singuliers induits par les muons atmosphériques sur les technologies numériques d’échelle nanométrique
Theoretical and experimental studies of the single-event effects induced by atmospheric muons on numerical technologies of nanometric scales
Résumé
This study concerns the domain of the microelectronics. It consists in the study of the impact of the 3D morphology of the energy deposit on the Single Event Eect (SEE) modeling, induced by atmospheric muons. Over a first phase, the approach has consisted in the modeling of the energy deposit induced by protons innanometricvolumes.For that purpose the use of the Monte Carlo code GEANT4 has allowed to simulate and stock in a database the tracks characteristics of the energy deposit induced by protons. Once the approach validated for the protons, simulations of the energy deposit induced by muons have been realized. A CCD camera has been used in order to measure the radiative atmospheric environment and to constrain the modeling of the energy deposit induced by muons.This study highlights and quantify the contribution of the radial distribution of the energy deposit incuced by protons in nanometric volumes for the SEE prediction. On the other hand, the study shows that the contribution of the radial distribution of the energy deposit induced by muons in nanometric volumes has a negligeable impact on the SEE modeling. It will be interesting to realize measurements of the energy deposit induced by muons in nanometric technologies under particle accelerator. This will allow to bring experimental data still nonexistant necessary to the developpment of new physical models more accurate on the modeling of the energy deposit induced by muons.
Cette étude s’inscrit dans le domaine de la microélectronique. Elle consiste à étudier l’impact de la morphologie 3D du dépôt d’énergie sur la modélisation des événements singuliers(SEE) induits par les muons atmosphériques. La démarche a consisté dans un premier temps à modéliser le dépôt d’énergie induit par des protons dans des volumes nanométriques. Pour cela, le code Monte-Carlo GEANT4 a permis de simuler et de stocker dans une base de données, les caractéristiques des traces des dépôts d’énergie des protons. Une fois la démarche validée pour les protons, des simulations du dépôt d’énergie induit par des muons ont été réalisées. Une caméra CCD a été utilisée afin de réaliser des mesures de l’environnement radiatif atmosphérique et de contraindre la modélisation des dépôts d’énergie induits par les muons. Cette étude met en évidence et quantifie l’apport de considérer la distribution radiale du dépôt d’énergie induit par des protons pour des volumes nanométriques, dans les calculs de prédiction des SEE. En revanche, l’étude montre que la considération de la distribution radiale du dépôt d’énergie induit par des muons dans des volumes nanométriques a un impact négligeable sur la modélisation des SEE. Il serait intéressant de réaliser des mesures sous accélérateur du dépôt d’énergie induit par des muons dans des technologies nanométriques. Cela permettrait d’apporter des données expérimentales encore inexistantes, nécessaires au développement de nouveaux modèles physiques plus précis sur la modélisation du dépôt d’énergie induit par des muons.
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