Couches minces d'oxydes ferroélectriques pour les dispositifs agiles en hyperfréquences

Couches minces d'oxydes ferroélectriques pour les dispositifs agiles en hyperfréquences PDF Author: Anthony Rousseau
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Languages : fr
Pages : 179

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Book Description
L'objet de ce travail est le dépôt par ablation laser et la caractérisation de couches minces de matériaux ferroélectriques pour la réalisation de dispositifs agiles en hyperfréquences. Nous nous sommes intéressés à un matériau de type phase d'Aurivillius et à une solution solide de tantalo-niobate de potassium, pérovskite dans laquelle la température de Curie est contrôlée par la composition. Après l'optimisation des conditions de croissance épitaxiale des couches minces, des dispositifs hyperfréquences coplanaires en or ont été réalisés sur des films minces de différentes compositions, sur substrats variés. Des mesures effectuées sur ces dispositifs ont mis en évidence des effets d'agilité élevés étant donné le champ électrique modéré appliqué. Nous avons montré l'influence de la composition et du substrat sur le comportement des films en hyperfréquences.

Couches minces d'oxydes ferroélectriques pour les dispositifs agiles en hyperfréquences

Couches minces d'oxydes ferroélectriques pour les dispositifs agiles en hyperfréquences PDF Author: Anthony Rousseau
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Pages : 179

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L'objet de ce travail est le dépôt par ablation laser et la caractérisation de couches minces de matériaux ferroélectriques pour la réalisation de dispositifs agiles en hyperfréquences. Nous nous sommes intéressés à un matériau de type phase d'Aurivillius et à une solution solide de tantalo-niobate de potassium, pérovskite dans laquelle la température de Curie est contrôlée par la composition. Après l'optimisation des conditions de croissance épitaxiale des couches minces, des dispositifs hyperfréquences coplanaires en or ont été réalisés sur des films minces de différentes compositions, sur substrats variés. Des mesures effectuées sur ces dispositifs ont mis en évidence des effets d'agilité élevés étant donné le champ électrique modéré appliqué. Nous avons montré l'influence de la composition et du substrat sur le comportement des films en hyperfréquences.

Couches minces et multicouches d'oxydes ferroélectrique (KTN) et diélectrique (BZN) pour applications en hyperfréquences

Couches minces et multicouches d'oxydes ferroélectrique (KTN) et diélectrique (BZN) pour applications en hyperfréquences PDF Author: Arnaud Le Febvrier
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Languages : fr
Pages : 229

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Ces travaux de thèse avaient pour but de proposer et d’étudier des hétérostructures multicouches originales, associant un matériau ferroélectrique et un diélectrique à faibles pertes, en vue de les intégrer dans des dispositifs hyperfréquences. Ces dispositifs électroniques nécessitent des matériaux avec une agilité élevée en tension accompagnée de pertes diélectriques faibles. L'étude s'est focalisée sur le matériau ferroélectrique KTa1-xNbxO3 (KTN) qui a récemment montré de fortes potentialités dans des dispositifs agiles et le matériau diélectrique relaxeur Bi1,5-xZn0,9-yNb1,5O7-d (BZN). Ces deux matériaux ont tout d'abord été étudiés séparément (caractérisations structurales, microstructurales et physiques). Les propriétés diélectriques ont été mesurées à basses fréquences (100 kHz) et à hautes fréquences (1 à 67 GHz) sur des films de KTN non-dopés et dopés par MgO. Une étude poussée du matériau BZN a montré une forte dépendance des propriétés optiques et diélectriques avec la microstructure des films. Finalement, l'association des deux matériaux, proposée pour la première fois, a été développée par deux méthodes de dépôt (PLD et CSD). Les mesures diélectriques des multicouches BZN/KTN/substrat ont montré une forte réduction des pertes diélectriques de 76% à basses fréquences et de 21% à hautes fréquences. Ces multicouches présentent une accordabilité d'environ 3% sous 22 kV/cm, supérieure à ce qui a pu être mesuré sur des couches minces ou multicouches à base d'autres matériaux ferroélectriques à champ électrique équivalent.

Dispositifs agiles à base de couches minces ferroélectriques de KTa1-xNbxO3 pour les applications hyperfréquences multistandards

Dispositifs agiles à base de couches minces ferroélectriques de KTa1-xNbxO3 pour les applications hyperfréquences multistandards PDF Author: Ling Yan Zhang
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Languages : fr
Pages : 147

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Le contexte de ce travail de recherche est lié à la forte augmentation du nombre de standards de communication et la nécessité de pouvoir utiliser l’un ou l’autre de ces standards à partir d’un seul et même front-end RF. Pour atteindre cet objectif il est nécessaire de mettre au point des fonctions agiles telles que les filtres, les déphaseurs,... De nombreux travaux ont montré la possibilité d’introduire une agilité au niveau des fonctions que ce soit par des semi-conducteurs, des MEMs ou des matériaux agiles. Nous nous intéressons aux matériaux ferroélectriques. Ces matériaux, et plus particulièrement le matériau BaxSr1-xTiO3 (BST), ont fait l’objet de nombreux travaux ces dernières années. Dans l’esprit de la recherche de nouveaux matériaux ferroélectriques, nous avons décidé de travailler sur la mise en oeuvre de fonctions agiles en hyperfréquence à base de couches minces ferroélectriques de KTa1-xNbxO3 (KTN) développées au sein du laboratoire USC de Rennes et susceptibles d’apporter une alternative au BST. Le point de blocage actuel reste le niveau trop élevé des pertes diélectriques liées à l’utilisation de ce matériau. Dans le cadre de cette thèse, nous avons travaillé sur l’amélioration des performances de dispositifs accordables à base de KTN. Pour cela, les solutions suivantes ont été testées dans le but d’optimiser le compromis agilité/pertes : Influence de la composition (KTa50Nb50O3, KTa65Nb35O3, ...) Dopage du film mince ferroélectrique Insertion d’une couche tampon de KNbO3 Localisation de la couche de KTN dans le dispositif Utilisation de la méthode de dépôt par voie chimique en solution afin d’améliorer la qualité des dépôts.

Couches minces ferroélectriques KTa1-x-NbxO3 (KTN)

Couches minces ferroélectriques KTa1-x-NbxO3 (KTN) PDF Author: Arnaud-Gides Moussavou
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Languages : fr
Pages : 238

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Ces travaux de thèse portent sur l’application des matériaux ferroélectriques aux dispositifs hyperfréquences reconfigurables. Après une présentation du matériau KTN et un état de l’art des dispositifs agiles, le chapitre II présente l’étape de l’élaboration du matériau. Les films de KTN sont épitaxiés sur MgO, LaAlO3 et SrTiO3 / silicium alors qu’ils sont texturés sur saphir et platine / silicium. Les caractérisations diélectriques sont ensuite mises en relief. Le chapitre III est dédié à l’étude numérique de lignes de transmission et résonateurs à stub, en termes de pertes et d’agilité. Les mesures des dispositifs, présentées au chapitre IV, montrent une agilité supérieure à 20 % pour des résonateurs intégrant des couches de KTN sur saphir, associée à des pertes des films caractérisées par un tanδ supérieur à 0,1. Dans le chapitre V, la simulation électromagnétique d’une antenne BIE à cavité Fabry-Perot a démontré un dépointage de faisceau de 30° et une directivité maximale de 14,5 dB.

Caractérisation et applications hyperfréquences de matériaux ferroélectriques en couches minces

Caractérisation et applications hyperfréquences de matériaux ferroélectriques en couches minces PDF Author: Hussein Kassem
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Languages : fr
Pages : 0

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