Etude, conception et fabrication de dispositifs micro-ondes à base de matériaux intelligents type VO2

par Julien Givernaud

Thèse de doctorat en Électronique des hautes fréquences et optoélectronique

Soutenue en 2010

à Limoges .


  • Résumé

    Le travail présenté dans ce mémoire concerne la conception et la fabrication de dispositifs micro-ondes reconfigurables basés sur la transition réversible semi-conducteur métal d’un matériau « intelligent » : le dioxyde de vanadium, VO2. Cette transition peut être initiée de différentes manières : thermiquement, électriquement ou optiquement. Dans un premier temps, nous exploitons l’important changement des propriétés électriques de ce matériau soumis à un actionnement thermique et électrique (changement de trois à quatre ordres de grandeur de résistivité entre les deux états) pour réaliser des commutateurs micro-ondes en technologie coplanaire, puis ensuite, des dispositifs plus complexes comme des limiteurs de puissance réarmables et des filtres réjecteurs accordables. Les composants fabriqués présentent des propriétés intéressantes, notamment sur le plan des caractéristiques électriques ou ils montrent un comportement très large bande et de fortes isolations. L’objectif de ce travail est de proposer une solution alternative intéressante aux technologies classiques (semi-conducteurs et dispositifs électromécaniques) utilisées dans la fabrication de composants micro-ondes.

  • Titre traduit

    Study, design and fabrication of microwave devices using smart materials like VO2


  • Résumé

    The researches described in this manuscript are dealing with the design and the fabrication of microwave devices based on the reversible semi-conductor to metal transition in a “smart” material: the vanadium dioxide, VO2. This transition can be triggered in different ways : thermally, electrically or optically. In a first step, the high modification of material’s electrical properties induced by temperature or by electrical current is exploited (change of three or four order of magnitude in resistivity) to realize microwave switches in coplanar waveguide configuration and secondly to prove the capabilities of some more complex devices like self resetable power limiters and tunable band stop filters. The fabricated circuits exhibit interesting characteristics, particularly concerning their electrical properties in the RF/ microwave domain (they can operate on a large frequency band with a high isolation). The aim of this work is to propose an interesting alternative solution to the others classical technologies (semi-conductors and RF MEMS devices) used in the fabrication of microwave devices.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (226 p.)
  • Annexes : Bibliographie, 12 p.

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  • Bibliothèque : Université de Limoges (Section Sciences et Techniques). Service Commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
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