Etude et réalisation d'un banc de mesure de bruit basse fréquence de 10 Hz à 1 MHz : application à la caractérisation électrique de matériaux en couches minces

Study and realisation of a low frequency noise set-up in the range 10 Hz-1MHz : application to the electrical characterization of thin films material

• Auteur / Autrice : Gérard Leroy
• Direction : Pierre Tabourier, Joël Gest
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Littoral

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transitions de phases

Couches minces supraconductrices

Couches minces semiconductrices

Couches diélectriques

Mesure

Sons

Ondes kilométriques

Résumé

A l'équilibre, un matériau présente un bruit thermique en relation avec ses pertes. Hors équilibre, en présence d'un courant continu, le spectre de bruit présente un bruit excédentaire en basse fréquence appelé bruit en 1/f. L'objectif de ce travail de thèse est d'utiliser le bruit comme méthode de caractérisation électrique de matériaux se présentant sous forme de films intéressant l'électronique moderne. Une première partie du travail est consacrée à la mise au point du banc expérimental qui permet des mesures de bruit en tension et en courant de 10 Hz à 1 MHz pour des températures allant de 77 K à 500 K et parallèlement des mesures d'impédance. La deuxième partie est consacrée aux résultats de mesure sur des matériaux diélectriques (cristal liquide), semi-conducteurs (NbN) et supraconducteurs (YBaCuO). Dans chacun des cas, nous analysons les spécificités de l'information bruit recueillie.

At equilibrium, a material exhibits thermal noise linked to its electrical losses. Out of equilibrium, when a DC current is injected in the sample, 1/f noise appears. The main issue of this work is to record the low frequency noise measurement in view of the electrical characterization of the sample under test. Samples are films concerning modern electronics. The first part is devoted to the noise set-up allowing voltage and current measurements in the range 10 Hz-1MHz at temperatures between 77 K and 500 K. Moreover by simple switching the cell can be connected to an impedance analyzer. The second part concerns results about dielectric materials (liquid crystal), semiconductors (NbN) and HTC superconductors (YBaCuO). In each case the characteristics and specificity of the noise are examined.