Matériaux magnéto-diélectriques en couches minces à forte perméabilité et à forte permittivité pour les applications microondes

Magneto-dielectric thin films materials with high permeability and high permittivity for microwaves

• Auteur / Autrice : Kevin Garello
• Direction : Dominique Cros, Bernard Viala
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique des hautes fréquences et optoélectrique. Communications optiques et micro-ondes
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ferromagnétisme

Microélectronique

Résonateurs électriques

Couches minces

Couches minces semiconductrices

Matériaux

Diélectriques

Cavités résonnantes (microondes)

Magnétisme

Mots clés libres

Couplage antiferromagnétiquer

Magnéto-diélectrique (matériaux)

Résumé

Le travail a porté sur l'élaboration d'hétérostructures magnéto-diélectriques polycristallines en couches minces pour les applications radiofréquences. Le résultat marquant est l'obtention d'une compatibilité en température de procédé de la phase pérovskite du SrTiO3 des électrodes magnétiques du type FeCo/NiMn. Un tel matériau associe artificiellement une très forte permittivité (εr=100) et une très forte perméabilité( µr=200) qui permet de comprimer la longueur d'onde d'un signal radioélectrique, avec ici un caractère faiblement dissipatif jusqu'à 10 GHz environ. Ceci constitue une première et a fait l'objet de plusieurs dépôts de brevets. Différentes versions de ce matériau ont été testées en guides coplanaires et avec des antennes et le potentiel de miniaturisation est discuté par applications.

This work concerns the elaboration of a polycrystalline magneto-dielectric heterostructure thin film for radiofrequencies applications. The major result is the achievement of a temperature process compatibility between the SrTiO3 perovskite phase and FeCo/NiMn magnetic electrodes type. Such a material associate artificially a very high permittivity (εr=100) and a very high permeability ( µr=200) that allows to compress the wavelength of a radiofrequency signal, with there a low dispersive character up to about 10 GHz. This constitutes a world first that has been the object of several patents. Different versions of this material have been tested with coplanar waveguides and antennas, and the potential of miniaturization is discussed by applications.