Etude des propriétés physico-chimiques et électroniques de matériaux ferroélectriques sous forme de céramiques et de films minces en vue d'applications radiofréquences et microondes

par Ahmed Aoujgal

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Jean-Claude Carru et de Abdelkader Outzourhit.


  • Résumé

    L’objectif du présent travail est de concevoir, réaliser et optimiser des matériaux accordables pour des applications en électronique à hautes fréquences. Le composant le plus simple permettant de mettre à profit cette étude est le condensateur accordable avec une tension continue qui peut être ensuite intégrée dans des dispositifs microondes accordables ou reconfigurables. Le condensteur peut être en couches minces ou en céramique. Pour réaliser de tels composants, on doit utiliser des matériaux présentant de faible pertes diélectriques, une permitivité élevée, une accordabilité importante et une bonne stabilité de la fréquence de résonance avec la température. Pour cela, nous avons mené une étude sur des matériaux ferroélectriques classiques et relaxeurs afin, d’une part d’optimiser les conditions de synthèse, et d’autre part d’améliorer leurs propriétés électriques pour des applications radiofréquences et microondes. Nous avons étudié des matériaux ferroélectriques de phase pérovskite. Il s’agit du titane de baryum et de strontium (BST) qui est un ferroélectrique classique, du titane de baryum et de zircone (BZT) qui selon sa composition peut être classique ou relaxeur et des dérivées du BZT obtenues par substitution au niveau des sites pérovskites a et b respectivement par du bismuth et par du zinc-niobium. Nous avons aussi synthétisé et caractérisé des matériaux de phase pyrochlore de formule Bi1. 5ZnNb1. 5O7. Ces études vont de l’élaboration de tous ces matériaux sous forme de céramiques et de couches minces, suivies de caractérisations physico-chimiques, structurales, diélectriques et ferroélectriques dans une large gamme de fréquences et de températures.

  • Titre traduit

    Study of physico-chemical and electronic properties of ferroelectric ceramic and thin films materials for radio frequency and microwave applications


  • Résumé

    The main objective of this work is to design, implement and optimize tunable materials for electronic applications at high frequencies. The easiest component to build on this study is the tunable capacitor with a voltage which can then be integrated into microwave devices such as tunable or reconfigurable resonators, filters, antennas. . . Etc. The capacitor can be either thin film or ceramic-based. To produce such components we must use materials which must have low dielectric loss, high dielectric permittivity, high tunability and stability of the resonant frequency of the capacitor with the temperature. For this, we conducted a detailed study of classical and relaxor ferroelectric materials in order, firstly to optimize the synthesis conditions, and secondly to improve their electrical properties for radiofrequencies and microwave applications. We have studied ferroelectric materials with perovskite phase, namely barium titanate strontium (BST) which is a classical ferroelectric and barium zirconium (BZT) which according to its composition can be a classical ferroelectric or relaxor ferroelectric and the derivatives of BaZr0. 1Ti0. 9O3 obtained by substituting bismuth and zinc-niobium respectively at A and B sites of the perovskite phase. We also synthesized and characterized the pyrochlore phase materials of bismuth zinc niobate, with composition of Bi1. 5ZnNb1. 5O7. The studies we have done range from the development of these materials in the form of ceramics and thin films, followed by characterizations to determine their physico-chemical properties, structural dielectric and ferroelectric in a range wide of frequencies and temperature.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 182 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 175-177

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