Generation, propagation et detection d'ondes de lamb. Modelisation et application aux membranes comportant des couches minces piezo-electriques sur silicium

par THIERRY LAURENT

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de François Bastien.

Soutenue en 1997

à Besançon .

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  • Résumé

    Des ondes se propageant dans des plaques minces, dites ondes de lamb, sont etudiees en vue d'application dans le domaine des microcapteurs. Parmi ces ondes, celle correspondant au mode de flexion (ou mode de lamb antisymetrique d'ordre 0 (a#0)) est particulierement interessante car elle possede une grande sensibilite massique et peut fonctionner en milieu liquide sans perte. Nous nous sommes interesse a l'excitation piezo-electrique de ces ondes. Ceci a debouche sur une methode pour optimiser le profil de champ du systeme excitateur pour generer un mode particulier. Une confirmation experimentale a ete effectuee sur des plaques minces de quartz. A partir de cette etude, nous avons realise des dispositifs utilisant une couche mince piezoelectrique soit de nitrure d'aluminium (aln), soit de d'oxyde de zinc (zno) sur une membrane en silicium. L'utilisation de l'aln parait etre un choix novateur sur ce type de structure, pouvant permettre d'obtenir une compensation en temperature de l'aln par le silicium et donc de realiser un dispositif utilisable pratiquement. De plus, un nouveau principe dit resonnant a modes propres de plaque (par opposition au systeme classique ligne a retard) a ete developpe. L'utilisation d'une sonde optique interferometrique a permis de visualiser la vibration de la membrane et d'extraire des informations complementaires aux mesures electriques en transmission entre le transducteur emetteur et le recepteur. Le taux d'ondes stationnaires des differents dispositifs a ete evalue a partir des images realisees. Les dispositifs realises devraient trouver des applications dans le domaine des capteurs biochimiques.


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Informations

  • Détails : 230 P.
  • Annexes : 322 REF.

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