Thèse soutenue

Co-conception matériaux hyperfréquences : étude et réalisation de couches minces accordables de BST en vue d’une application réseau réflecteur
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Auteur / Autrice : Kevin Nadaud
Direction : Hartmut Wolfgang GundelRaphaël GillardCaroline Borderon
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Electronique, microélectronique et nanoélectronique
Date : Soutenance en 2015
Etablissement(s) : Nantes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et mathématiques (Nantes)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'Électronique et de Télécommunications (Rennes)
autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques
Jury : Président / Présidente : Valérie Vigneras
Examinateurs / Examinatrices : Hartmut Wolfgang Gundel, Raphaël Gillard, Caroline Borderon, Valérie Vigneras, Hervé Aubert, Paul Muralt, Mario Maglione
Rapporteurs / Rapporteuses : Hervé Aubert, Paul Muralt

Résumé

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Un système sans fil doit dorénavant s’adapter à des environnements et des standards variés, ce qui demande des dispositifs hyperfréquences reconfigurables pour faire varier dynamiquement leurs caractéristiques. Parmi toutes les solutions technologiques possibles pour permettre cette reconfiguration, les matériaux agiles, et plus particulièrement les ferroélectriques, suscitent un intérêt croissant. Leurs avantages majeurs sont un faible courant de polarisation et l’absence de pièces en mouvement. Ce manuscrit présente l’optimisation et la caractérisation de couches minces ferroélectriques de BaSrTiO3 (BST) déposées par voie chimique (procédé sol-gel). La mesure de la permittivité complexe a été effectuée en fonction de la fréquence, de la température et des champs DC et AC. L’étude fondamentale par spectroscopie d’impédance permet de décrire les liens entre les propriétés structurales (dopage, taille de grains, défauts, etc. ) et les différentes contributions à la permittivité et notamment les mouvements des parois de domaines. Ceci permet également de mieux comprendre l’origine de l’accordabilité et des pertes diélectriques dans ce matériau. Les couches minces élaborées ont été utilisées pour la réalisation de cellules pour réseau réflecteur reconfigurable, optimisées à l’aide d’une étude paramétrique. Deux versions de cellules, de complexité et de performances croissantes, ont été conçues, réalisées et mesurées. La modélisation des cellules a également permis de mettre au point un schéma équivalent, exploitable pour une optimisation rapide et efficace des dimensions. Les résultats obtenus indiquent que le BST est un candidat sérieux pour ce type d’applications.