Etude et réalisation par lithographie électronique de dispositifs à ondes acoustiques de surface à structure multicouche : des filtres pour la bande X aux capteurs de liquide

Study and realization of surface acoustic waves devices realized on multi-layer substrates using electron beam lithography : about filters for the X band and liquid sensors

• Auteur / Autrice : Philippe Kirsch
• Direction : Patrick Alnot, Mohamed Badreddine Assouar
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Plasmas, Optique, Opto-Électronique et Micro-Nanosystèmes
• Date : Soutenance le 13/11/2007
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Ecole(s) doctorale(s) : EMMA
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Physique des Milieux Ionisés et Applications
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Rafaël Jiménez-Riobóo, Rolf Pelster, Bernard Agius, Henri-Noël Migeon, Patrick Alnot, Badreddine Assouar
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Rafaël Jiménez-Riobóo, Rolf Pelster

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traitement du signal

Nitrure d'aluminium

Ondes métriques

Lithographie par faisceau d'électrons

Ondes acoustiques de surface

Mots clés libres

Canal microuidique

Résumé

Après beaucoup de travail, de nombreuses heures de réflexion, d'idées à améliorer et, des fois, à rejeter, une quantité innombrable d'échantillons et d'heures passés sur les différentes installations, nous voilà au point de présenter les résultats de tous ces efforts. Tout au début, nous avions décidé de se lancer dans la recherche et le développement de dispositifs à ondes acoustiques de surface pouvant servir en tant que filtres électriques passe-bande pour les nouvelles technologies de télécommunication et en tant que capteurs de liquide. Nous avons commencé à faire l'inventaire des tous les domaines que nous allions aborder lors de nos travaux de recherche, en nous en avons présenté ce qui nous semblait important. Même si la science est le pilier principal de cette thèse, nous nous sommes assurés que nos efforts ne seraient pas vains dès le départ en analysant les besoins industriels, et donc indirectement les retombées économiques possibles, en dispositifs à ondes acoustiques de surface. Nous nous sommes donc dotés de tous les outils nécessaires pour pouvoir avancer : Nous avons étudié l'évolution des dispositifs à ondes acoustiques de surface afin de reconnaître, avec un peu de chance, des tendances et de nouvelles ouvertures. Nous avons élucidé la partie théorique correspondante, au niveau de la piézoélectricité et des ondes acoustiques de surface. Nous avons fait le tour des matériaux piézoélectriques utilisées pour se faire une idée des leurs propriétés pour pouvoir faire, le moment venu, une sélection judicieuse selon les besoins de l'application. En partant de la théorie générale des ondes acoustiques de surface, nous avons étudié les différents types d'ondes existants dans la même optique : Disposer d'une multitude intéressante de choix possibles pour trouver la bonne solution à la fin. [...]

After a lot of hard work, countless hours of brainstorming, ideas to still improve or simply to drop, an amazing number of processed samples and a remarkable amount of time spent on all of those different machines have finally brought us to the point where we are able to present our results. Right at the beginning of this work, we had decided to get into the development of surface acoustic wave devices that could possibly serve as well as electric band pass filters as as liquid sensors. We have started out by making an inventory in all domains that we would possibly be confronted with and we proposed a selection of the most valuable information that could be found. Even if science is at the heart of this thesis, we wanted to be sure that our efforts would not be opposed to real world economic and industrial needs. We have thus arranged all necessary tools to our side: From historical evolution of surface acoustic wave devices through acoustic wave theory in solids, from general piezo-electricity to surface acoustic waves. We went through commonly used piezoelectric materials in order to get an idea of their properties and differences to be able to make the right decision at the right time, similarly to the study of the different types of acoustic surface waves with always the same goal in mind: Rely on the vastest number of possibilities in order to make the right decision when required. [...]