Commutateurs RF à base de matériaux à changement d’état : conception, caractérisation et application

par Alexandre Leon

Thèse de doctorat en Optique et radiofrequences

Sous la direction de Florence Podevin et de Étienne Perret.

Soutenue le 17-12-2018

à l'Université Grenoble Alpes (ComUE) , dans le cadre de École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble) , en partenariat avec Observatoire des micro et nanotechnologies (Grenoble) (laboratoire) .

Le président du jury était Salvador Mir.

Le jury était composé de Philippe Ferrari, Emilie Fond, Bruno Reig.

Les rapporteurs étaient Aurelian Crunteanu-Stànescu, Patrick Pons.

mots clés

• Commutateurs
• Matériaux à changement d'état
• Transition résistive
• Composants hyperfréquence
• Systèmes de communication sans fil
• Transitions de phases
• Circuits de commutation

Résumé

Pour faire face à la complexité croissante des systèmes de télécommunications sans fil, il est nécessaire de développer des systèmes RF (Radiofréquence) plus performants et agiles. Dans ce contexte, des matériaux à changement d’état, ou SCM (State Change Material), déjà utilisés dans le développement des futures générations de mémoires non-volatiles (PCRAM, CBRAM), ont récemment été évalués pour réaliser des commutateurs RF. Parmi ces SCM, les PCM (matériaux à changement de phase) semblent ainsi être une solution particulièrement attractive pour réaliser des composants RF permettant l’obtention de circuits reconfigurables, rapides, miniatures et intégrables sur des circuits CMOS.En lien avec la stratégie du LETI / DCOS (Département COmposants Silicium) et en s’appuyant sur une analyse fine de la physique des matériaux à changement d’état, la thèse aura pour objectif de développer une nouvelle filière technologique de composants RF en rupture à base de SCM qui permettront de concevoir de nouvelles architectures de circuits RF innovants et reconfigurables.

mots clés

• Switch
• State change materials
• Resistive transition
• Microwave components

Titre traduit

RF Switches Based on Phase Change Materials : Design, Characterisation and Applications

Résumé

As wireless telecommunication systems complexity continues to increase, there is a need to develop RF systems with higher performances and agility. In this context, SCM (State Change Material), already used to develop the next generation of non-volatile memory (PCRAM, CBRAM), were recently evaluated to realize RF switches. Among these SCM, PCM (Phase Change Material) are an attractive option to realize miniature and high speed reconfigurable RF components that could be easily integrated with CMOS circuits.In line with the LETI / DCOS (Silicon Components Division) strategy, PhD will aim to develop a disruptive RF components technology based on SCM that will allow designing innovative and reconfigurable FEM (Front End Module) circuits.