ELABORATION PAR PVD ET CARACTERISATION DE COUCHES MINCES FERROMAGNETIQUES SUR FILM SOUPLE POUR DES APPLICATIONS HYPERFREQUENCE PDF Download
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Author: GERALDINE.. PERRIN
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Languages : fr
Pages : 169
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Book Description
CE TRAVAIL CONCERNE L'ELABORATION ET L'ETUDE DE NOUVEAUX MATERIAUX MAGNETIQUES DESTINES A DES APPLICATIONS RADIOFREQUENCES ET HYPERFREQUENCES ENTRE 1 MHZ ET 20 GHZ. JUSQU'A PRESENT, LES MATERIAUX PREFERES DANS LES APPLICATIONS RADIOFREQUENCES ET HYPERFREQUENCES ONT ETE LES FERRITES. IL S'AGIT DE MATERIAUX ISOLANTS MAIS FERRIMAGNETIQUES DONC A FAIBLE AIMANTATION SPONTANEE. OR LES ALLIAGES FERROMAGNETIQUES ONT DES PROPRIETES BIEN SUPERIEURES AUX FERRITES EN PARTICULIER DES AIMANTATIONS 3 A 4 FOIS SUPERIEURES. MAIS CE SONT DES CONDUCTEURS METALLIQUES QUI NE PEUVENT ETRE UTILISES SOUS FORME MASSIVE AUX FREQUENCES ELEVEES A CAUSE DE L'EFFET DE PEAU. LE PRESENT TRAVAIL TRANSPOSE LA SOLUTION DU FEUILLETAGE AUX HYPERFREQUENCES ET DEMONTRE QUE DES COMPOSITES STRATIFIES DU TYPE METAL FERROMAGNETIQUE - ISOLANT PEUVENT CONCURRENCER LES FERRITES ET MEME ETRE PLUS PERFORMANTS DANS NOMBRE DE CAS A CONDITION DE REALISER DES TAUX DE CHARGE CONVENABLES. DANS CE BUT, NOS COMPOSITES SONT CONSTITUES D'EMPILEMENTS DE FILMS MINCES DE POLYMERE REVETUS DU DEPOT MAGNETIQUE. NOUS DEMONTRONS LA POSSIBILITE DE RECOUVRIR PAR PULVERISATION MAGNETRON AU DEROULE DE GRANDES SURFACES DE POLYMERE (MYLAR OU KAPTON D'EPAISSEUR 12 MICRONS VOIRE 3.5 MICRONS) PAR DES ALLIAGES AMORPHES A BASE DE COBALT, AYANT EN PARTICULIER UNE ANISOTROPIE UNIAXIALE PLANAIRE BIEN DEFINIE ET CONTROLEE. LES PROPRIETES DYNAMIQUES PREVUES (NOTAMMENT LA VIOLATION DE LA LIMITE DE SNOEK) SONT VERIFIEES ET DIFFERENTES SOLUTIONS SONT PROPOSEES POUR MODIFIER A VOLONTE LE SPECTRE DE PERMEABILITE. ENFIN, DEUX EXEMPLES DE REALISATION DE COMPOSANTS HYPERFREQUENCES UTILISANT CES MATERIAUX SONT DONNES. SUR LE PLAN THEORIQUE, NOUS CORRIGEONS LE MODELE CLASSIQUE DE RYTOV ET DONNONS LES CARACTERISTIQUES ELECTROMAGNETIQUES EFFECTIVES DU COMPOSITE. NOUS CALCULONS LA CONTRIBUTION MAGNETO-ELASTIQUE A L'ANISOTROPIE DANS LE CAS OU LES CONTRAINTES SONT ANISOTROPES ET LA RIGIDITE DU SUBSTRAT DU MEME ORDRE DE GRANDEUR QUE CELLE DE LA COUCHE
Author: GERALDINE.. PERRIN
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Pages : 169
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CE TRAVAIL CONCERNE L'ELABORATION ET L'ETUDE DE NOUVEAUX MATERIAUX MAGNETIQUES DESTINES A DES APPLICATIONS RADIOFREQUENCES ET HYPERFREQUENCES ENTRE 1 MHZ ET 20 GHZ. JUSQU'A PRESENT, LES MATERIAUX PREFERES DANS LES APPLICATIONS RADIOFREQUENCES ET HYPERFREQUENCES ONT ETE LES FERRITES. IL S'AGIT DE MATERIAUX ISOLANTS MAIS FERRIMAGNETIQUES DONC A FAIBLE AIMANTATION SPONTANEE. OR LES ALLIAGES FERROMAGNETIQUES ONT DES PROPRIETES BIEN SUPERIEURES AUX FERRITES EN PARTICULIER DES AIMANTATIONS 3 A 4 FOIS SUPERIEURES. MAIS CE SONT DES CONDUCTEURS METALLIQUES QUI NE PEUVENT ETRE UTILISES SOUS FORME MASSIVE AUX FREQUENCES ELEVEES A CAUSE DE L'EFFET DE PEAU. LE PRESENT TRAVAIL TRANSPOSE LA SOLUTION DU FEUILLETAGE AUX HYPERFREQUENCES ET DEMONTRE QUE DES COMPOSITES STRATIFIES DU TYPE METAL FERROMAGNETIQUE - ISOLANT PEUVENT CONCURRENCER LES FERRITES ET MEME ETRE PLUS PERFORMANTS DANS NOMBRE DE CAS A CONDITION DE REALISER DES TAUX DE CHARGE CONVENABLES. DANS CE BUT, NOS COMPOSITES SONT CONSTITUES D'EMPILEMENTS DE FILMS MINCES DE POLYMERE REVETUS DU DEPOT MAGNETIQUE. NOUS DEMONTRONS LA POSSIBILITE DE RECOUVRIR PAR PULVERISATION MAGNETRON AU DEROULE DE GRANDES SURFACES DE POLYMERE (MYLAR OU KAPTON D'EPAISSEUR 12 MICRONS VOIRE 3.5 MICRONS) PAR DES ALLIAGES AMORPHES A BASE DE COBALT, AYANT EN PARTICULIER UNE ANISOTROPIE UNIAXIALE PLANAIRE BIEN DEFINIE ET CONTROLEE. LES PROPRIETES DYNAMIQUES PREVUES (NOTAMMENT LA VIOLATION DE LA LIMITE DE SNOEK) SONT VERIFIEES ET DIFFERENTES SOLUTIONS SONT PROPOSEES POUR MODIFIER A VOLONTE LE SPECTRE DE PERMEABILITE. ENFIN, DEUX EXEMPLES DE REALISATION DE COMPOSANTS HYPERFREQUENCES UTILISANT CES MATERIAUX SONT DONNES. SUR LE PLAN THEORIQUE, NOUS CORRIGEONS LE MODELE CLASSIQUE DE RYTOV ET DONNONS LES CARACTERISTIQUES ELECTROMAGNETIQUES EFFECTIVES DU COMPOSITE. NOUS CALCULONS LA CONTRIBUTION MAGNETO-ELASTIQUE A L'ANISOTROPIE DANS LE CAS OU LES CONTRAINTES SONT ANISOTROPES ET LA RIGIDITE DU SUBSTRAT DU MEME ORDRE DE GRANDEUR QUE CELLE DE LA COUCHE
Author: Samuel Queste
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Languages : fr
Pages : 210
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Book Description
Cette étude a pour objet l'élaboration et la caractérisation de dépôts amorphes doux ou polycristallins possédant de forts niveaux de perméabilité dans la gamme des hyperfréquences. Ces couches minces ferromagnétiques microniques sont obtenues par pulvérisation cathodique assistée magnétron au déroulé sur substrat souple. Les travaux ont consisté dans un premier temps à la recherche de bases d'alliages répondant aux propriétés souhaitées. Les matériaux retenus sont le FeNi, le FeNiMo, le CoNbZr et le CoFeB. La seconde partie montre dans quelle mesure la réponse de la perméabilité est modifiable à travers les paramètres de pulvérisation. Ces couches ont vocation à être intégrées dans des dispositifs avec de fortes contraintes de dimensions (latérales et épaisseurs), une étude de l'impact des effets de forme sur les propriétés magnétiques de ces alliages est ensuite présentée. Elle révèle une instabilité de l'axe de facile aimantation pour la base Nickel et la présence d'effets de bords importants pour la base Cobalt. La dernière partie du mémoire concerne l'étude du couplage d'échange entre une couche ferromagnétique (F) et une couche antiferromagnétique (AF), dans l'optique d'augmenter l'anisotropie de la couche F. Une étude plus théorique a également été menée en utilisant les spécificités des mesures hyperfréquences pour sonder l'apparition du couplage d'échange après dépôts de quelques mono-couches AF.
Author: Damien Michel Marcel Pain
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Languages : fr
Pages : 163
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Book Description
@Les matériaux ferromagnétiques ont beaucoup d'applications dans l'industrie, de l'électrotechnique à l'enregistrement magnétique. Le travail porte sur l'étude des propriétés statiques et dynamiques des couches minces ferromagnétiques, déposées sur substrat souple par procède pvd. Les modèles classiques du gyromagnétisme rendent bien compte du comportement en hyperfréquence de certains de ces matériaux. Nous nous intéressons plus particulièrement aux cas atypiques. Pour réaliser cette étude, nous avons étendu la gamme de fréquence d'un permeamètre jusqu'a 6 ghz. Nous pouvons ainsi réaliser des mesures de susceptibilité transverse. Les théories d'Hoffmann sont en plus étendues aux fréquences de résonance sous champ magnétique statique. Certains films présentent spontanément des domaines en bandes très étroites, inférieures au micromètre. Un modèle énergétique adapté rend à la fois compte des cycles d'hystérésis mesures et des propriétés hyperfréquences. La finesse des pics de résonance est mise en évidence. Pour les films à faible anisotropie, nous avons montré que les modèles classiques du gyromagnétisme sont applicables. L'influence des domaines est également analysée. Une étude qualitative aborde les effets des inhomogénéités du champ démagnétisant sur les spectres de perméabilité. L'étude des recuits thermo-magnétiques montre une propriété nouvelle. Les films présentent en épaisseur une division en deux zones d'anisotropie différente, en valeur et en direction. L'influence du champ de recuit sur la rotation de l'anisotropie ne se fait donc pas de manière uniforme. Une approche énergétique, prenant en compte le couplage des deux populations, modélise correctement les cycles d'hystérésis de ces échantillons recuits et les spectres de perméabilité, en particulier l'apparition de deux modes de résonance bien distincts sous champ statique.
Author: Jean-Luc Vermeulen
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Languages : fr
Pages : 436
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DANS LE CADRE DES APPLICATIONS EMPLOYANT DES MATERIAUX FERROMAGNETIQUES AUX HYPERFREQUENCES, NOUS AVONS ETUDIE LES PROPRIETES MAGNETIQUES ET ELECTRIQUES DE COUCHES MINCES FERROMAGNETIQUES METALLIQUES ET DIELECTRIQUES DEPOSEES PAR PULVERISATION IONIQUE. LE PREMIER VOLET DE CE MEMOIRE SE RAPPORTE A L'INSTALLATION DE DEPOT. DES PARAMETRES CLES TELS QUE L'ORIENTATION DE LA CIBLE ET LA TEMPERATURE DU SUBSTRAT FONT L'OBJET D'UNE ANALYSE APPROFONDIE. CETTE ETUDE A PERMIS AINSI D'ABOUTIR A L'OBTENTION DE COUCHES DENSES DE QUALITE MAITRISEE. SUR LA BASE DE CES PRELIMINAIRES, DES FILMS MINCES MICROCRISTALLISES DE CO-FE-SI-B ONT ETE ELABORES ET CARACTERISES. L'ANALYSE DES PROPRIETES MAGNETIQUES STATIQUES ET DYNAMIQUES EN FONCTION DES CONDITIONS EXPERIMENTALES MONTRE QU'ELLES SONT PARTICULIEREMENT SENSIBLES AUX DEUX PARAMETRES: TEMPERATURE DE DEPOT ET BOMBARDEMENT IONIQUE. LEUR CONTROLE A PERMIS AINSI DE REALISER DES COUCHES PRESENTANT A LA FOIS DES PERMEABILITES ELEVEES A BASSE FREQUENCE ET DE FORTES PERTES A DES FREQUENCES PLUS HAUTES. EN DERNIER LIEU, L'ACCENT EST MIS SUR LA REALISATION ET L'ETUDE DE COUCHES RESISTIVES DE B-N ET DE FE-B-N. NOUS MONTRONS QU'IL EST POSSIBLE D'OBTENIR, GRACE A UN BOMBARDEMENT SIMULTANE D'IONS AZOTE DE LA COUCHE EN CROISSANCE, DES DEPOTS NITRURES DE CONCENTRATION EN AZOTE VARIABLE DANS L'INTERVALLE 0-50 POUR CENT. CONCERNANT LES DEPOTS DE FE-B-N, UNE FORTE DEPENDANCE DES CARACTERISTIQUES ELECTROMAGNETIQUES VIS-A-VIS DE LA COMPOSITION A ETE OBSERVEE. SELON LA CONCENTRATION DE FER, LES PROPRIETES DU COMPOSE EVOLUENT D'UN CARACTERE FORTEMENT FERROMAGNETIQUE ET CONDUCTEUR, A UN COMPORTEMENT TRES RESISTIF MAIS A FAIBLE INDUCTION A SATURATION
Author: Guillermo Ortiz Hernandez
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Languages : fr
Pages : 180
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Book Description
Cette thèse s'inscrit dans le domaine des matériaux magnétiques pour les hyperfréquences. Les matériaux magnétiques les plus utilisés dans des dispositifs hyperfréquences sont des ferrites, en particulier les grenats qui ont un très faible amortissement magnétique (de l'ordre de 0,0001). La course à la miniaturisation dans les technologies actuelles, pose certains problèmes liés à l'intégration de ferrites dans les composants hyperfréquences. Ces matériaux, à base d'oxyde de fer, nécessitent généralement des températures de dépôt très élevées qui risquent d'endommager d'autres parties au sein d'un même circuit. Une solution réside dans l'utilisation de matériaux ferromagnétiques qui peuvent être déposés à des températures modérées. Cependant, ce type de matériaux présente habituellement des facteurs d'amortissement élevés les rendant ainsi peu compatibles avec les caractéristiques recherchés pour des composants hyperfréquences. Dans ce contexte, les alliages Heusler apparaissent particulièrement attrayants. En effet, ces derniers présentent une aimantation et une température de Curie élevées, et des calculs ab initio prédisent des facteurs d'amortissement extrêmement faibles. La première étape de ce travail a consisté à mettre au point un banc de résonance ferromagnétique capable d'étudier des matériaux dans le domaine hyperfréquence. Cette étape s'est suivie de l'élaboration de couches minces épitaxiales de Co2MnSi par pulvérisation cathodique sur substrat MgO (001) et MgO/Cr (001). Une étude structurale poussée (RHEED, diffraction X, microscopie électronique en transmission) a permis de vérifier la bonne qualité cristalline des couches. Leurs propriétés magnétiques ont été étudiées par des techniques statiques et dynamiques afin d'obtenir une caractérisation complète de leurs paramètres magnétiques en fonction de l'épaisseur du matériau : aimantation à saturation, constante d'échange, amortissement, facteur gyromagnétique, constantes d'anisotropie. L'obtention de ces paramètres a été assistée par une modélisation reposant sur des outils numériques développés pendant la thèse. Les échantillons étudiés présentent des faibles amortissements magnétiques compris entre 0,002 et 0,007. Les paramètres magnétiques (anisotropie magnétocristalline, facteur gyromagnétique) sont fortement modifiés avec l'implémentation d'une couche tampon de Cr. Cela suggère que les propriétés magnétiques dans les alliages Heusler, sous forme de couches minces, sont étroitement liées aux contraintes dans les interfaces. Ce travail de thèse est une première étape qui a montré que le Co2MnSi pourrait constituer une brique élémentaire pour la réalisation de composants hyperfréquences. L'ingénierie de la couche tampon s'annonce comme une clé pour rendre ces alliages compatibles avec les besoins des technologies actuelles. Cette thèse permettra, par la suite, d'étudier des systèmes plus complexes tels les cristaux magnoniques à base d'alliages Heusler.
Author: Hussein Kassem
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Languages : fr
Pages : 0
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Author: Vincent Dubuget
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Languages : fr
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Book Description
Au cours de ce manuscrit sont reportées l'élaboration et la caractérisation de matériaux ferromagnétiques doux : les microfils nanocristallisés gainés de verre de composition Finemet élaborés par le procédé de tirage Taylor-Ulitovsky et les couches minces amorphes decomposition CoNb et CoZr déposées par pulvérisation cathodique assistée magnétron.Une première partie du travail de thèse a été consacrée à l'étude de l'influence de l'état structural et de la composition sur les propriétés magnétiques, respectivement au travers des microfils nanocristallisés gainés de verre et des couches minces amorphes. Une deuxième partie a été vouée à référencer les différentes sources de dispersion d'aimantation des couches minces magnétiques, élaborées au déroulé sur substrat polymère. Une méthode a été proposée afin de quantifier la distribution d'anisotropie en angle et en intensité dans l'épaisseur. Le comportement magnétique des telles couches a été modélisé en prenant en compte la distribution d'aimantation expérimentale dans une approximation den-macrospins sans interaction d'échange. Un second volet a consisté à développer un modèle micromagnétique unidimensionnel prenant en compte l'énergie d'échange. Ce modèle a été appliqué avec succès sur une bicouche et une multicouche à anisotropies magnétiques croisées, élaborées spécifiquement à cet effet. L'étude exhaustive d'une bicouche à anisotropies croisées a été menée : aimantation statique et dynamique, structure en domaines magnétiques, aimantation dynamiquement couplée et caractérisation du profil d'aimantation dans l'épaisseur.
Author: Matthieu Valetas
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Languages : fr
Pages : 210
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Book Description
Les dispositifs micro-ondes non réciproques à ferrite, comme les circulateurs, sont actuellement très utilisés dans les télécommunications sous forme massive. Ils nécessitent, pour fonctionner, d'être polarisés par un champ magnétique, qui peut être créé par un aimant permanent. L'enjeu actuel est d'intégrer ces circulateurs, sous forme de multicouche, sur un même substrat (technologies MMIC). Une autre application possible de ces dispositifs intégrés à ferrite sont les antennes à polarisation circulaire. Une simulation de leur comportement à 40 GHz est notamment présentée dans ce mémoire. La suite de ce travail traite de la réalisation par pulvérisation radiofréquence magnétron et de la caractérisation de couches magnétiques de Samarium-Cobalt et de Néodyme-Fer-Bore ; elles sont susceptibles de polariser magnétiquement une couche de ferrite doux. Pour ce faire, l'axe de facile aimantation des mailles doit être perpendiculaire au plan de la couche. Afin de favoriser cette orientation, un dispositif de dépôt sous induction magnétique a été conçu après simulation. Des possibilités d'épitaxie des dépôts sur les substrats ont également été envisagées afin de favoriser la croissance axe c. L'influence, sur la structure des couches, leurs propriétés magnétiques et leur composition, de nombreux paramètres expérimentaux a été étudiée. La phase magnétique Nd(2)Fe(14)B a ainsi pu être mise en évidence sous forme polycristalline. Des champs coercitifs de l'ordre de 0,6 Tesla ont pu être obtenus. L'intégration des circulateurs nécessitera, ensuite, d'orienter convenablement ces couches magnétiques dures
Author: Alex Materne
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Languages : fr
Pages : 163
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Book Description
CARACTERISATION DE COUCHES MINCES COZR ET CO(ZR,NB) DEPOSES PAR PULVERISATION CATHODIQUE EN RADIO-FREQUENCES. ETUDE DE L'ANISOTROPIE DEVELOPPEE AUX FAIBLES ET FORTES PRESSIONS DE DEPOT. DISCUSSION RELATIVE A L'ORIGINE DE CES ANISOTROPIES. ETUDE DU CONTROLE DE LA DIRECTION ET DE L'INTENSITE DU CHAMP D'ANISOTROPIE PAR APPLICATION DE RECUITS SOUS CHAMP MAGNETIQUE TOURNANT SUIVIS DE RECUITS SOUS CHAMP MAGNETIQUE FIXE
