Élaboration et caractérisations de films ferroélectriques relaxeurs de PMN-PT : intégration sur silicium et applications MEMS

par Mikaël Detalle

Thèse de doctorat en Micro-ondes et microtechnologies

Sous la direction de Denis Remiens.

Soutenue en 2008

à Lille 1 .


  • Résumé

    Par souci de miniaturisation, nous assistons à l'émergence des microsystèmes de type MEMS (voir de type NEMS). L'objectif de ces travaux est d'étudier un matériau actif très prometteur pour ce type d'applications de part ses propriétés électromécaniques exceptionnelles: le PMN-PT. L'élaboration de couches minces de PMN-PT a été optimisée. L'étude montre qu'il est possible de cristalliser le PMN-PT dès 400°C quel que soit le pourcentage de PT, où le type d'électrode (TiOx/Pt et LNO) considéré. Une nucléation dans le volume du film a été mise en évidence et pourrait être à l'origine d'un mécanisme de cristallisation tout à fait atypique. La comparaison des performances diélectriques, ferroélectriques et électromécaniques du PMN-PT déposé sur TiOx/Pt (pulvérisation cathodique) et sur LNO (sol-gel), a permis de mettre en avant une forte dépendance de ces propriétés vis à vis de l'orientation et des interfaces films/électrode, en faveur des films déposés sur LNO. Le caractère relaxeur est d'autant plus présent que la température de recuit des films est optimale. Les dépôts de LNO par pulvérisation cathodique ont engendré un gain important sur les performances du PMN-PT, en particulier grâce à la réalisation d'électrodes supérieures. Ce point marque là aussi toute l'importance du rôle joué par les interfaces inférieures et supérieures dans la réponse globale de la structure électrode/PMN-PT/électrode.

  • Titre traduit

    PMN-PT thin films synthesis and characterization : silicon integration and MEMS applications


  • Résumé

    For miniaturization considerations, emergence ofMEMS has been observed. The objective ofthis study is to examine a very promising active material for such applications, with exceptional e1ectromechanica1 properties: PMN-PT. The deve10pment of thin 1ayers of PMN-PT has been optimized. The study shows that it is possible to crystallize PMN-PT at 400 ° C independently of the considered PT percentage or bottom e1ectrode nature (TiOx / Pt and LNO). Volumic nucleation, which could be at the origin of a quite atypical crystallization mechanism, has been highlighted in thin films. The dielectric, ferroe1ectric and electromechanica1 performances comparison of PMN-PT deposited on TiOx / Pt (sputtering) and LNO (solgel), shows a strong dependence of these properties with respect to the orientation and interfaces films / electrode, with an advantage for films deposited on LNO. Relaxor behavior is more and more pronounced as annealing temperature becomes optimal. LNO Sputtering deposition have permit to improve PMN-PT performances, in particular through top electrodes achievement. This underline the importance of the role played by the interfaces in the overall response of the structure e1ectrode / PMN-PT / e1ectrode.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Annexes : Bibliogr. à la suite de chaque chapitre. 236 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université des sciences et technologies de Lille. Service commun de la documentation. Bibliothèque virtuelle.
  • Accessible pour le PEB
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.