Élaboration et caractérisation de couches minces ferroélectriques pour des applications optiques

par Julien Cardin

Thèse de doctorat en Science des matériaux

Sous la direction de Hartmut Wolfgang Gundel et de Dominique Leduc.

Soutenue en 2004

à Nantes .


  • Résumé

    Dans l'objectif de réaliser des guides d'onde intégrés, des couches minces ferroélectriques de zirconate-titanate de plomb (PZT) ont été élaborées sur substrat de verre par dépôt chimique en solution. Un dispositif M-lines a été mis en place afin de déterminer l'indice de réfraction et l'épaisseur de ces films. Une attention particulière a été portée à l'analyse des résultats et des sources d'erreurs. Cela a conduit à la mise au point d'un critère d'indexation des modes de propagation dont l'efficacité a été prouvée par des simulations numériques. Une méthode d'optimisation a été développée permettant d'obtenir l'indice et l'épaisseur des films avec une précision relative de 10-3. La caractérisation M-lines a été utilisée pour étudier l'influence sur l'indice de réfraction de l'élaboration du PZT. Des guides d'onde linéaires et Mach-Zehnder ont été réalisés par photolithographie et gravure chimique, leur capacité à guider la lumière sur plusieurs dizaines de millimètres a été démontrée.


  • Résumé

    Lead zirconate titanate (PZT) ferroelectric thin films were elaborated on glass substrates by chemical solution deposition in the aim to realize integrated waveguide structures. In order to determine the refractive index and the thickness of the films, an M-lines spectroscopy experimental device was set up. Particular attention was given to the analysis of the results and possible error sources. This led us to establish an indexing criterion of the propagation modes, the efficiency of which was proven by numerical simulations. An optimization method was developed which allows the determination of the refractive index and the thickness of the films with a relative accuracy of 10-3. The M-lines characterization method was applied in order to study the influence of the PZT elaboration procedure on the refractive index. Linear and Mach-Zehnder type waveguides were realized by photolithography and wet chemical etching, light guiding along several tens of millimeters was demonstrated.

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Informations

  • Détails : 141 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 137-141

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2004 NANT 2048
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