Study on innovative ferroelectric ceramics and thin-films materials for integration into miniature and frequency tunable devices ; Étude de matériaux innovants ferroélectriques en céramiques et couches minces pour une intégration dans des dispositifs miniatures et agiles en fréquences

This work concerns the characterization and integration of materials from two neighboring phases, one perovskite STLTO [(Sr2Ta2O7)100-x(La2Ti2O7)x] and the tungsten bronze (TTB) STLTO [isotype of β'-SrTa2O6], for antenna applications. On ceramics, for the perovskite compound, dielectric characterizations @3GHz show, for x≤1, moderate permittivities between 80 and 120 with low losses (tanδ~10-3).The TTB compound is associated with a permittivity of 70 and losses tanδ~10-3 @3.5 GHz. This work shows the potential for using these materials to produce compact dielectric resonator antennas radiating at frequencies below 6 GHz. Prototypes were simulated, produced and measured. The deposition of thin films by reactive sputtering was carried out using an STLTO target (x=1.65) leading to oxide or oxynitride films depending on the plasma used. Ex-situ and in-situ oxidative anneals were carried out on the oxynitride films and the lacunar oxide films. The Ar+O2 plasma deposition leads to TTB oxide films which exhibit low losses (tanδ<10-3) for permittivities close to 130 and a tunability of 15% @260kV/cm between 1 and 100 kHz. At high frequencies, permittivity values of around 70 and very low losses (tanδ<10-3) were measured for polycrystalline TTB films deposited on platinum. ; Ce travail porte sur la caractérisation et l’intégration de matériaux issus de 2 phases voisines, l’une perovskite STLTO [(Sr2Ta2O7)100-x(La2Ti2O7)x] et l’autre bronze de tungstène (TTB) [isotype de β’-SrTa2O6], pour des applications antennaires en céramiques et en couches minces. Sur céramiques, pour le composé perovskite, des caractérisations diélectriques @3GHz montrent, pour x≤1, des permittivités modérées entre 80 et 120 avec de faibles pertes (tanδ~10-3). Le composé TTB β’-SrTa2O6 est associé à une permittivité de 70 et des pertes tanδ~10-3 à 3,5 GHz. Ces travaux présentent le potentiel d’utilisation de ces matériaux pour réaliser des antennes compactes à résonateur diélectrique rayonnant à des fréquences inférieures à 6 GHz. Des ...