Électrodes à cristaux bidimensionnels pour micro/nano-résonateurs piézoélectriques à très haut facteur de qualité

par Amina Saadani

Projet de thèse en Sciences pour l'Ingénieur

Sous la direction de Fabrice Sthal et de Olivier Le traon.

Thèses en préparation à Bourgogne Franche-Comté , dans le cadre de SPIM - Sciences Physiques pour l'Ingénieur et Microtechniques , en partenariat avec FEMTO-ST Franche Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (laboratoire) depuis le 09-12-2015 .


  • Résumé

    La mise en vibration d'un résonateur en matériau diélectrique, qu'il soit isolant pur, piézoélectrique ou encore ferroélectrique, requière le dépôt d'électrodes conductrices sur la surface du résonateur pour l'excitation et la détection des mouvements. Des électrodes métalliques de quelques 100 nm d'épaisseur sont généralement mises en œuvre pour assurer une bonne conductivité électrique. Dans le cas des micro/nano résonateurs, ces électrodes peuvent s'avérer particulièrement intrusives et altérer ainsi les propriétés intrinsèques du résonateur (coefficient de qualité, contraintes résiduelles altérant la stabilité de la fréquence). Il est proposé dans cette thèse d'étudier les possibilités offertes par les nouveaux cristaux 2D (graphène, dichalcogénure de molybdène (MoS2) ou de niobium (NbSe2)… ), dont les propriétés électroniques exceptionnelles à l'échelle du plan atomique peuvent s'avérer particulièrement pertinentes pour la réalisation d'électrodes non intrusives. Cette thèse comportera un volet technologique important pour la mise en œuvre et la nano manipulation des cristaux 2D et pour la réalisation de micro/nano résonateurs avec électrodes 2D, ainsi qu'un fort volet expérimental pour la caractérisation des résonateurs. Elle s'intègre dans un programme de recherche ambitieux engagé à l'Onera sur les cristaux 2D et bénéficiera d'un environnement scientifique particulièrement favorable lié à la dynamique du programme européen « Flagship Graphene ».

  • Titre traduit

    Two-dimensional crystal electrodes for piezoelectric micro/nano-resonators with a very high quality factor


  • Résumé

    The vibration of a resonator made of dielectric material, whether it is pure, piezoelectric or ferroelectric insulator, requires the deposition of conductive electrodes on the surface of the resonator for excitation and detection of the movements. Metal electrodes of some 100 nm thickness are generally used to ensure good electrical conductivity. In the case of micro / nano resonators, these electrodes can be particularly intrusive and thus alter the intrinsic properties of the resonator (quality coefficient, residual stresses altering frequency stability). It is proposed in this thesis to study the possibilities offered by the new 2D crystals (graphene, dichalcogenide of molybdenum (MoS2) or niobium (NbSe2) ...), whose exceptional electronic properties at the level of the atomic plane can ' particularly useful for producing non-intrusive electrodes. This thesis will include an important technological aspect for the implementation and the nano manipulation of the 2D crystals and for the realization of micro / nano resonators with 2D electrodes, as well as a strong experimental flap for the characterization of the resonators. It is part of an ambitious research program initiated at Onera on 2D crystals and will benefit from a particularly favorable scientific environment linked to the dynamics of the European "Flagship Graphene" program.