Contribution à la caractérisation : hyperfréquence des matériaux

Advances in microwave characterization of materials

• Auteur / Autrice : Marc Ledieu
• Direction : Olivier Acher
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Tours

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ferrites (matériaux magnétiques)

Imagerie microonde

Imagerie (technique)

Films magnétiques

Fer -- Couches minces

Contraintes (mécanique)

Optique en champ proche

Perméabilité magnétique

Micro-ondes

Surfaces (technologie) -- Analyse

Résumé

On présente différentes avancées relatives à la caractérisation des propriétés électromagnétiques des matériaux en lignes de transmission ou en espace libre. La mesure des spectres de perméabilité de couches minces ferromagnétiques par perturbation de spire a été étudiée. Des inter-comparaisons internationales associées à la conception d'échantillons de référence basés sur l'utilisation originale de méta-matériaux ont permis de valider la technique. Dans un deuxième temps, une cellule de caractérisation des matériaux ferrite doux sous contrainte mécanique a été développée. Une démarche expérimentale a permis de valider son fonctionnement. On a défini les limites d'exploitation de la technique et proposé des améliorations. On a enfin étudié le contrôle non destructif des propriétés électromagnétiques de matériaux sur la base d'une instrumentation de mesure en champ proche. On a démontré l'intérêt de cette approche pour identifier des dispersions locales de propriétés et les quantifier.

Advances in microwave material characterization using transmission line and free space techniques are presented. Single-coil perturbation measurement of thin ferromagnetic films is studied. International cross-measurements provide a first step in the technique validation. By the design of new reference samples based on meta-materials, we improved the apparatus calibration process. As magnetic materials may be mechanical stress sensitive, we developed coaxial cells to measure the permeability spectra of ferrite under compressive stress. Experimental validation of the cells is presented. Finally, a microwave near-field measurement technique is used to obtain a non-destructive imaging of material properties. We demonstrated the ability of our approach to detect and quantify local dispersions of electromagnetic properties.