Caractérisation diélectrique des films ferroélectriques pour des applications micro-ondes
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Date
2007
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Abstract
Les matériaux ferroélectriques présentent des propriétés électriques intéressantes qui
peuvent être exploitées en hyperfréquences. En effet, ils possèdent une grande constante
diélectrique qui peut changer avec la variation de la tension appliquée. Notre recherche consiste
à utiliser l'un de ces matériaux comme substrat pour la fabrication des circuits en micro-ondes. II
s'agit du [(Ba x Sr 1-x)Ti O3], plus connu sous le nom de BST.
Ce travail consiste à une étude théorique et expérimentale à la fois. La partie théorique
sert au choix et à la caractérisation de la structure utilisée pour la fabrication des circuits. Nous
avons choisi les lignes guide d’ondes coplanaire "CPW" à cause des avantages qu'elles
présentent et des contraintes de mesure. Un modèle théorique a été développé pour la
caractérisation des structures coplanaires multicouches. Il sert à calculer les paramètres de la
ligne, soit la constante diélectrique effective, l'impédance caractéristique et le coefficient des
pertes. L'obtention de ses paramètres nous permet de faire la conception des circuits utilisant le
BST comme substrat avant leur fabrication.
La partie expérimentale est consacrée à la fabrication et la caractérisation des films à
couche mince du BST. Le dépôt du BST est effectué par la technique sol-gel sur des substrats
(Pt/Si et Saphir). Plusieurs compositions en fonction du rapport Ba/Sr sont déposées, aussi
l’introduction d’un dopant de type (MgO) à différents pourcentages sur la composition du BST.
Des caractérisations diélectriques des films à couche mince du BST ont été faites. Les
principales mesures sont la constante diélectrique, les pertes diélectriques et la capacité sous
champ continu qui caractérise l’accordabilité.
Ce travail envisage la réalisation de dispositifs accordable en fréquence sur des couches
de BST. Des structures de ligne et résonateur de type CPW sont caractérisés par simulation
utilisant un logiciel commercial Sonnet.