Etude, réalisation et caractérisation de couches de ferrites destinées à des dispositifs intégrés microondes non réciproques

• Auteur / Autrice : Ibrahima Wane
• Direction : Jean-Claude Vareille
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique des hautes fréquences et optoélectronique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microscopie électronique à balayage

Rayons X -- Diffraction

Dépôt en phase vapeur

Ferrites (matériaux magnétiques)

Résumé

Avec l'emergence et le developpement fulgurant des telecommunications, le besoin de reduire la taille et le cout des dispositifs se fait de plus en plus sentir. Le but de cette etude est la realisation et la caracterisation de couches de ferrite destinees a des dispositifs micro-ondes integres non reciproques et plus particulierement au circulateur fonctionnant aux alentours de 70 ghz. A cette frequence, une epaisseur de ferrite de 50 a 100 m est necessaire afin de minimiser les pertes d'insertion. De ce fait, la methode de depot que nous avons utilise est l'evaporation au canon a electron qui permet de fortes vitesses de depot. Trois materiaux ont ete etudies : les hexaferrites de strontium et de baryum (srfe 1 2o 1 9 et bafe 1 2o 1 9) et le ferrite doux de nickel-zinc (ni xzn 1 xfe 2o 4). De part leur forte anisotropie, les hexaferrites peuvent etre utilises comme aimants permanents ou comme ferrites autopolarises. Cette etude a tout d'abord montre qu'il est possible de deposer ces materiaux par la technique utilisee. D'autre part, les hexaferrites de strontium et de baryum se comportent differemment. En effet, les couches obtenues suite a l'evaporation de l'hexaferrite de strontium sont nettement deficitaires en strontium du fait de la difference des temperatures de fusion des oxydes de fer (fe 2o 3) et de strontium (sro). Par contre, pour les depots de ferrite de baryum, le rapport fe/ba varie en fonction des parametres de depot. Les couches realisees a une temperature du substrat inferieure ou egale a 600\c sont amorphes et non magnetiques avant recuit. Apres recuit elles cristallisent majoritairement suivant la phase de l'hexaferrite de baryum et sont magnetiques. Pour le ferrite de nickel-zinc, l'etude a montre qu'il n'est pas necessaire de proceder a un recuit thermique pour cristalliser les couches, contrairement aux hexaferrites. Les proprietes magnetiques sont bonnes mais peuvent etre ameliorees puisque l'optimisation des parametres de depot n'est pas terminee.