Transducteurs à domaines ferroélectriques alternés pour composants à ondes de surface appliqués au traitement du signal radio-fréquence par composants passifs

par Emilie Courjon

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur

Sous la direction de Sylvain Ballandras.

Soutenue en 2009

à Besançon , en partenariat avec Université de Franche-comté. UFR des sciences et techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    Depuis une vingtaine d'années, on assiste à l'essor de la téléphonie mobile. Ce mode de communication nécessite l'utilisation de filtres radiofréquences (RF) capables de sélectionner le signal utile à la réception comme à l'émission. La miniaturisation des téléphones a nécessité le développement de nouveaux types de filtres fondés sur l'utilisation d'ondes acoustiques et notamment les ondes de surface (SAW). Pour répondre aux enjeux modernes des filtres RF pour la téléphonie cellulaire (montée en fréquence, augmentation des puissances d'émission, réduction des dimensions), nous avons envisagé un autre type de transducteur fondé sur l'utilisation de domaines ferroélectriques alternés. En effet, des matériaux ferroélectriques tels que le niobate de lithium (LiNbO3) présentent une polarisation spontanée pouvant être inversée. De cette manière, les peignes interdigités classiquement utilisés dans les composants à ondes de surface peuvent être remplacés par des structures périodiques à domaines inversés. Ce travail de thèse a consisté à valider le principe de fonctionnement de ce nouveau type de transducteur et à prouver qu'il était possible de fabriquer des filtres à l'aide de ces Transducteurs Polarisés Périodiquement (TPPs). Une étude théorique réalisée à l'aide d'un logiciel de simulation alliant calculs par éléments finis et éléments de frontière ainsi que la conception et la fabrication de ces dispositifs sont présentées. Ce type de structures à domaines inversés ayant prouvé son intérêt, d'autres objets exploitant ce principe ont été conçus et fabriqués (guides d'ondes acoustiques, dispositifs électro-optiques et dispositifs à onde isolée).

  • Titre traduit

    Periodically poled transducers for surface acoustic wave devices applied to radio-frequency signal processing by passive components


  • Résumé

    For about twenty years, mobile telephony has been booming. This mode of communication requires the use of radio frequency (RF) filters able to select the useful signal during reception and emission. Mobile phone miniaturization has needed the development of new filters based on the use of acoustic waves, especially surface acoustic wave (SAW). In order to meet the challenges of modem RF filters for cellphones (frequency increase, higher emission power, size reduction), a new kind of transducers based on the use of alternating ferroelectric domains has been considered. In fact, ferroelectric materials such as lithium niobate (LiNbO3) show a spontaneous polarization which can be reversed. In this way, the classical interdigital transducers (illTs) usually used in the surface acoustic wave devices can thus be replaced by periodically poled transducers (PYTs). The aim of this thesis is to validate the principle of this new kind of transducers and to prove that it is possible to fabricate filters using such periodically poled transducers. A theoretical study using a simulation tool combining finite element and boundary element analyses has been performed and the design and fabrication of those devices are presented. Periodically poled structures have been proved to be operationnal, that is why several objects exploiting this principle have been designed and manufactured (acoustic waveguides, electro-optical devices and isolated wave resonators).

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Informations

  • Détails : 1 vol. (200 p.) ; ill. ; 30 cm
  • Notes : Reproduction de la thèse autorisée
  • Annexes : Bibliographie p. 193 -200

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Bibliothèque universitaire Sciences - Sport (Besançon).
  • PEB soumis à condition
  • Cote : SCI.BESA.2009.32
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