Préparation par voie sol-gel, caractérisation et propriétés électriques de couches minces ferroélectriques de SrBi2(Nb,Ta)2 O 9 PDF Download
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Author: Ji-Hyun Yi
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 184
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Book Description
CE MEMOIRE EST AXE SUR LA PREPARATION DE COUCHES MINCES DE SRBI#2NB#2O#9 (SBN), SRBI#2TA#2O#9 (SBT) ET SRBI#2(TA,NB)#2O#9 (SBTN), PAR VOIE CHIMIQUE (SOL-GEL SPIN-COATING) ET LEUR CARACTERISATION STRUCTURALE, MICROSTRUCTURALE ET ELECTRIQUE. CES COMPOSES, QUI APPARTIENNENT A LA FAMILLE DES PHASES D'AURIVILLIUS SERONT DANS UN AVENIR TRES PROCHE LES ELEMENTS DE BASE DES FUTURES MEMOIRES FERROELECTRIQUES NON VOLATILES. APRES AVOIR ETABLI LES DIVERSES ETAPES DE LA PREPARATION DES PRECURSEURS A PARTIR DE DIFFERENTS PRODUITS DE DEPART, LES CONDITIONS DE TRAITEMENT THERMIQUE DES SOLUTIONS ONT ETE MISES AU POINT. CES RESULTATS ONT ETE ETENDUS A L'OBTENTION PAR CENTRIFUGATION DES COUCHES MINCES DESIREES SUR SUBSTRAT CLASSIQUE (SILICIUM MONOCRISTALLIN PLATINE). LEURS CARACTERISTIQUES CRISTALLOGRAPHIQUES ET MICROSTRUCTURALES ONT PU ETRE DETERMINEES EN FONCTION DES CONDITIONS EXPERIMENTALES. UNE METHODE DE PREPARATION D'ELECTRODES CONDUCTRICES A BASE D'OXYDE DE RUTHENIUM ET DE RUTHENATE DE STRONTIUM PAR VOIE CHIMIQUE A ETE MISE AU POINT, CONDUISANT AINSI A LA FABRICATION POUR LA PREMIERE FOIS D'UN CONDENSATEUR FERROELECTRIQUE ENTIEREMENT ELABORE A PARTIR DE PRECURSEURS EN SOLUTION. LES ETUDES DIELECTRIQUES PLACENT CES CONDENSATEURS TOUT CHIMIQUE EN BONNE POSITION PAR RAPPORT A CEUX FABRIQUES PAR LES VOIES TRADITIONNELLES. DES DEPOTS DE SBN ET/OU SBT ONT EGALEMENT ETE REALISES DANS UN PREMIER TEMPS SUR DES MONOCRISTAUX DE SRTIO#3 (100) : DES LE DEBUT DE LA CRISTALLISATION, LES COUCHES OBTENUES SONT PREFERENTIELLEMENT ORIENTEES ET CERTAINEMENT EPITAXIEES SELON (001). CES PREMIERS RESULTATS OUVRENT LA VOIE A UNE ETUDE FONDAMENTALE EN DEVELOPPEMENT QUI AURA POUR AXE PRINCIPAL L'UTILISATION DES SYSTEMES MULTICOUCHES SRTIO#3(100)/SRRUO#3/SBTN/SRRUO#3 OU SRTIO#3(100)/RUO#2/SBTN/RUO#2 COMME MODELES D'INTERFACES OXYDE DIELECTRIQUE - OXYDE CONDUCTEUR EN VUE D'ETABLIR LES RELATIONS ENTRE LES PHENOMENES STRUCTURAUX ET CRISTALLOCHIMIQUES INTERFACIAUX ET LEURS PROPRIETES FERROELECTRIQUES.
Author: Ji-Hyun Yi
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 184
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Book Description
CE MEMOIRE EST AXE SUR LA PREPARATION DE COUCHES MINCES DE SRBI#2NB#2O#9 (SBN), SRBI#2TA#2O#9 (SBT) ET SRBI#2(TA,NB)#2O#9 (SBTN), PAR VOIE CHIMIQUE (SOL-GEL SPIN-COATING) ET LEUR CARACTERISATION STRUCTURALE, MICROSTRUCTURALE ET ELECTRIQUE. CES COMPOSES, QUI APPARTIENNENT A LA FAMILLE DES PHASES D'AURIVILLIUS SERONT DANS UN AVENIR TRES PROCHE LES ELEMENTS DE BASE DES FUTURES MEMOIRES FERROELECTRIQUES NON VOLATILES. APRES AVOIR ETABLI LES DIVERSES ETAPES DE LA PREPARATION DES PRECURSEURS A PARTIR DE DIFFERENTS PRODUITS DE DEPART, LES CONDITIONS DE TRAITEMENT THERMIQUE DES SOLUTIONS ONT ETE MISES AU POINT. CES RESULTATS ONT ETE ETENDUS A L'OBTENTION PAR CENTRIFUGATION DES COUCHES MINCES DESIREES SUR SUBSTRAT CLASSIQUE (SILICIUM MONOCRISTALLIN PLATINE). LEURS CARACTERISTIQUES CRISTALLOGRAPHIQUES ET MICROSTRUCTURALES ONT PU ETRE DETERMINEES EN FONCTION DES CONDITIONS EXPERIMENTALES. UNE METHODE DE PREPARATION D'ELECTRODES CONDUCTRICES A BASE D'OXYDE DE RUTHENIUM ET DE RUTHENATE DE STRONTIUM PAR VOIE CHIMIQUE A ETE MISE AU POINT, CONDUISANT AINSI A LA FABRICATION POUR LA PREMIERE FOIS D'UN CONDENSATEUR FERROELECTRIQUE ENTIEREMENT ELABORE A PARTIR DE PRECURSEURS EN SOLUTION. LES ETUDES DIELECTRIQUES PLACENT CES CONDENSATEURS TOUT CHIMIQUE EN BONNE POSITION PAR RAPPORT A CEUX FABRIQUES PAR LES VOIES TRADITIONNELLES. DES DEPOTS DE SBN ET/OU SBT ONT EGALEMENT ETE REALISES DANS UN PREMIER TEMPS SUR DES MONOCRISTAUX DE SRTIO#3 (100) : DES LE DEBUT DE LA CRISTALLISATION, LES COUCHES OBTENUES SONT PREFERENTIELLEMENT ORIENTEES ET CERTAINEMENT EPITAXIEES SELON (001). CES PREMIERS RESULTATS OUVRENT LA VOIE A UNE ETUDE FONDAMENTALE EN DEVELOPPEMENT QUI AURA POUR AXE PRINCIPAL L'UTILISATION DES SYSTEMES MULTICOUCHES SRTIO#3(100)/SRRUO#3/SBTN/SRRUO#3 OU SRTIO#3(100)/RUO#2/SBTN/RUO#2 COMME MODELES D'INTERFACES OXYDE DIELECTRIQUE - OXYDE CONDUCTEUR EN VUE D'ETABLIR LES RELATIONS ENTRE LES PHENOMENES STRUCTURAUX ET CRISTALLOCHIMIQUES INTERFACIAUX ET LEURS PROPRIETES FERROELECTRIQUES.
Author: CAROLINE.. LEGRAND BUSCEMA
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 180
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Book Description
LA TENDANCE GENERALE A LA MINIATURISATION DES DISPOSITIFS CONDUIT DE PLUS EN PLUS A FOCALISER LES RECHERCHES SUR LES MATERIAUX FONCTIONNELS EN COUCHES MINCES. PARMI CES MATERIAUX, LES FERROELECTRIQUES PRENNENT UNE PLACE DE PLUS EN PLUS IMPORTANTE NOTAMMENT DANS LE DOMAINE DES MEMOIRES NON VOLATILES. SI LES PZT ONT DEJA FAIT L'OBJET DE NOMBREUX TRAVAUX, LES RECHERCHES SUR LES COMPOSES FERROELECTRIQUES A COUCHES DE BISMUTH OU PHASES D'AURIVILLIUS SONT EN PLEIN ESSOR EN RAISON DE LEUR RESISTANCE A LA FATIGUE ET DE LEUR APTITUDE A CONSERVER LEUR POLARISATION APRES DE NOMBREUX CYCLES DE FONCTIONNEMENT. DANS LE CADRE GENERAL, ET COMPTE TENU DE L'EXPERIENCE ACQUISE AU SPCTS DANS CE DOMAINE, LE TRAVAIL PRESENTE CONCERNE UNE DES PHASES D'AURIVILLIUS PARMI LES PLUS PROMETTEUSES, SRBI 2NB 2O 9 (SBN), POUR LAQUELLE PERSISTENT ENCORE DES ZONES D'OMBRE CONCERNANT A LA FOIS LA FABRICATION, LA NATURE DES DEFAUTS STRUCTURAUX, SON EPITAXIE SUR DIVERS SUBSTRATS MONOCRISTALLINS, CE DERNIER POINT ETANT ETROITEMENT LIE A SON UTILISATION DANS LES MEMOIRES (POSSIBILITE D'OBTENIR DES COUCHES FERROELECTRIQUES AVEC DES ORIENTATIONS CHOISIES DE LA POLARISATION PAR RAPPORT AU SUBSTRAT). SBN A ETE PREPARE PAR VOIE SOL-GEL SELON UNE TECHNIQUE DEJA UTILISEE AU SPCTS. LA CRISTALLISATION DES XEROGELS, PUIS SON ORIENTATION ET L'EPITAXIE DE COUCHES DEPOSEES PAR CENTRIFUGATION (SPIN-COATING) ONT ETE ETUDIEES A LA FOIS PAR DIFFRACTION DES RAYONS X ET PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE EN TRANSMISSION. LA FABRICATION DE LA PHASE SBN CRISTALLISEE PASSE TOUJOURS PAR LA FORMATION D'UNE PHASE INTERMEDIAIRE DE TYPE FLUORINE DE COMPOSITION INCONNUE, CERTAINEMENT RICHE EN BISMUTH, QUI POURRAIT ETRE LE PRECURSEUR DES FEUILLETS BI 2O 2 CARACTERISTIQUES DES PHASES D'AURIVILLIUS
Author: Abderrazek Khalfallaoui
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 268
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Book Description
Ce travail s’inscrit dans le contexte des matériaux ferroélectriques sous forme de couche mince et leurs applications aux dispositifs accordables en microondes. Après une présentation du matériau BaxSr1-xTiO3 (BST) et un état de l’art des dispositifs accordables, nous présentons l’étape de l’élaboration du film BST par voie sol-gel. Les films sont déposés sur substrats silicium/platine et saphir. Des caractérisations physiques (DRX, MEB et AFM) et diélectriques sont ensuite présentées pour un film BST non dopé. Dans le but d’améliorer les propriétés diélectriques du BST, une étude en fonction de taux de baryum et de différents dopages est menée. Cette étude nous a permis dans un premier temps de choisir la composition la mieux adaptée à notre application à savoir Ba0.5Sr0.5TiO3 (BST50/50) qui est dans l’état paraélectrique à l’ambiante. Ensuite des dopants sont introduits avec cette composition. L’ajout de magnésium a pour effet de réduire la tangente de pertes diélectrique jusqu'à 0.7% à 1 MHz. Par contre le potassium permet d’améliorer l’accordabilité par rapport au film Ba0.5Sr0.5TiO3 (BST) non dopé. L’intégration de ces films BST dans des structures microondes nécessite de mettre en évidence ces potentialités aux très hautes fréquences. A cet effet, des capacités de type interdigitées (CID) ont été réalisées sur un film Ba0.5Sr0.5TiO3(BST50/50) non dopé. Nous avons effectué des mesures en fonction de l’espacement entre doigts de la CID dans une gamme de fréquence allant de 1 à 30GHz. Il s’est avéré que l’espacement entre doigts a un impact prépondérant sur les caractéristiques diélectriques de la CID déposée sur BST. Enfin, des circuits déphaseurs analogiques ont été conçus et caractérisés. Nous avons effectué des modifications dans la conception des déphaseurs tels que l’élimination des « taper » d’accès et le remplacement de la capacité variable de type CID par des capacités de type ligne en vis-à-vis. En termes de déphasage, nous avons réussi à obtenir un déphasage de 45° en appliquant une tension faible de 7.5 volts à 40 GHz. Les performances obtenues montrent les potentialités des films minces ferroélectriques de BST en microonde en vue de réaliser des composants accordables en fréquence.
Author: Manuel Mascot
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Languages : fr
Pages : 322
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Book Description
L’objectif de cette thèse co-financée par l’Agence De l’Environnement et de la Maitrise de l’Energie (ADEME) et la Région Nord-Pas de Calais est la réalisation et la caractérisation de matériaux ferroélectriques sans plomb susceptibles de remplacer le matériau PZT à base de plomb, en vue d’applications en électronique. Nous avons utilisé une méthode par voie chimique douce : la voie sol-gel pour sa facilité à contrôler la composition des films avec une précision permettant de modifier cette composition. Nous déposons une solution liquide sur un substrat puis avec un recuit haute température nous obtenons un film mince cristallisé dont l’épaisseur est de l’ordre du micromètre. Durant cette thèse nous avons utilisé des substrats de natures différentes notamment du silicium et de l’acier inoxydable. Deux matériaux ferroélectriques ont été déposés en partant du titanate de baryum BaTiO3 : d’une part le Ba0.9Sr0.1TiO3 (BST) et d’autre part le BaTi0.98Sn0.02O3 (BTS) en substituant respectivement le baryum par du strontium et le titane par de l’étain. Nous avons mesuré jusque 1MHz les propriétés diélectriques, ferroélectriques, pyroélectriques et piézoélectriques de nos matériaux puis nous les avons comparés à ceux d’un film de PbZr0.48Ti0.52O3 (PZT) déposé sur le même substrat. Les résultats obtenus sur ces matériaux sont étayés et corrélés par l’utilisation de modèles physiques issus de la littérature. Les mesures diélectriques et les caractérisations physico-chimiques nous ont permis de trouver un profil de recuit optimal de 950°C durant 15mn. Dans ces conditions, les propriétés diélectriques et pyroélectriques de nos matériaux sont comparables voir meilleures que celles du PZT. Par contre en ce qui concerne les propriétés piézoélectriques elles sont moins bonnes que celles du PZT. Elles sont cependant intéressantes et pourraient être utilisées pour des applications de type transducteur électromécanique. Des démonstrateurs de capteurs de gaz à base de films ferroélectriques BST ont été réalisés en partenariat avec la société OLDHAM spécialisée dans le domaine de la détection de gaz. Nous avons mis au point ces démonstrateurs au LEMCEL puis effectué les tests dans les bureaux d’études de la société OLDHAM. Nous avons trouvé une bonne sensibilité du BST soumis à de l’hydrogène.
