27 results on '"Accordabilité"'
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2. Étude de matériaux innovants ferroélectriques en céramiques et couches minces pour une intégration dans des dispositifs miniatures et agiles en fréquences
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Haydoura, Mohamad, Institut d'Électronique et des Technologies du numéRique (IETR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ), Université Rennes 1, Ala Sharaiha, and Claire Le Paven-Thivet more...
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Ceramics ,Bronze de tungstène ,Thin films ,Mode HEM11δ ,Tunability ,Oxides ,Couche mince ,Resonant cavity ,Accordabilité ,[SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics ,Céramiques ,Oxydes ,HEM11δ Mode ,Cavité résonante ,Perovskites ,Tungsten bronze ,Antenne à résonateur diélectrique ,Dielecric resonator antenna ,Pérovskite - Abstract
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 more...
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- 2022
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3. Redistribution des états de contrainte dans l'alliage germanium-étain pour des applications laser CMOS-compatibles à température ambiante et accordables en longueur d'onde
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Chretien, Jérémie, PHotonique, ELectronique et Ingénierie QuantiqueS (PHELIQS), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Silicon Nanoelectronics Photonics and Structures (SiNaps), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Université Grenoble Alpes [2020-....], Vincent Calvo, Nicolas Pauc, and STAR, ABES more...
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Germanium-Étain ,Semiconducteur ,[PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci] ,Laser ,Semiconductor ,Déformation ,Germanium-Tin ,[PHYS.COND.CM-MS] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci] ,Tunable ,Accordabilité ,Strain - Abstract
Due to the direct band gap, semiconductors based on the germanium-tin alloy (GeSn) are the subject of special care for opto-electronic devices. Unlike pure germanium, unstrained GeSn alloys have a direct inter-band energy transition from a concentration of around 6 %, providing an optical gain necessary to observe the laser effect at low temperatures. The operating temperature of the laser effect is increasing with the tin content. However, alloying tin in germanium faces technological issues in terms of material growth for a concentration higher than 16 %. The application of a tensile strain can be an alternative approach to modify the band diagram and amplify the material gain in order to consider applications at room temperature.In a first chapter, useful quantities and effects of the deformation on the band structure are introduced.GeSn alloys under bi-axial tensile strain are studied in micro-disk cavites stressed by tensor layer, and then in suspended cross-like membranes using strain management. The strain is estimated by FEM simulation, Raman spectroscopy and photoluminescence. The laser effect is also shown.In a final chapter, [100] uni-axial tensile strain is presented in micro-bridge structures, demonstrating the laser effect up to 273 K. Thanks to micro-laue diffraction, a tensile strain measurement is also carried out., En raison de leur bande interdite à caractère direct, les semi-conducteurs à base de l'alliage germanium-étain (GeSn) font l'objet d'une attention particulière pour des dispositifs optoélectroniques. Contrairement au germanium pur, l'alliage GeSn possède une transition énergétique interbandes directe à partir d'une concentration d'environ 6 % à l'état relaxé, lui conférant du gain optique nécessaire pour observer l'effet laser à basse température. La température de fonctionnement de l'effet laser est d'autant plus élevée que la couche optiquement active est riche en étain. Toutefois, l'incorporation d'étain dans l'alliage se heurte à l'heure actuelle à des limites technologiques en termes de croissance du matériau à partir d'une concentration supérieure à 16 %. L'application d'une déformation en tension se présente donc comme une approche alternative pour modifier le diagramme de bande et amplifier le gain du matériau pour envisager des applications à température ambiante.Dans un premier chapitre, les grandeurs utiles et les effets de la déformation sur la structure de bande ont été introduits.Le cas d'une déformation bi-axiale de l'alliage GeSn est ensuite abordée dans des structures micro-disques contraints par couche tenseur, puis par des membranes croix suspendues. La déformation est estimée par simulation FEM, spectroscopie Raman et Photoluminescence. L'effet Laser est également étudié.Dans un dernier chapitre, la déformation uni-axiale selon [100] est présentée via des structures micro-ponts, montrant l'effet laser jusqu'à 273 K. A l'aide de la diffraction micro-laue, une étude de la déformation est également menée. more...
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- 2021
4. Nouveaux matériaux perovskites ferroélectriques : céramiques et couches minces issues de la solution solide (Sr₂Ta₂O₇)₁₀₀₋ₓ(La₂Ti₂O₇)ₓ
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Marlec, Florent, Institut d'Électronique et des Technologies du numéRique (IETR), Université de Nantes (UN)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Rennes 1, Ala Sharaiha, and Claire Le Paven-Thivet more...
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Oxynitrides ,Solid solution ,Ferroelectric materials ,Couches minces ,Thin films ,Céramique ,Perovskite ,Accordabilité ,Solution solide ,[SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics ,Ferroélectrique ,Oxynitrure ,Photocatalyse ,Pulvérisation cathodique ,Polarisation - Abstract
This research focuses on the study of a new material resulting from the combination of two ferroelectric perovskite oxides Sr2Ta2O7 and La2Ti2O7; the resulting solid solution is formulating according to (Sr2Ta2O7)100 x(La2Ti2O7)x (STLTO). Our study includes the synthesis of powders, the realization of ceramics, thin film deposition and their structural, morphological, elemental, optical, dielectric and ferroelectric characterizations. The medium-term objective for this material is its integration into miniature and reconfigurable microwave devices. For this, high permittivity, variable under electric field, is required in order to achieve a tunability of the material, then a reconfigurability of the antennas, for example. Structural analysis by X-ray diffraction confirmed, by the linear variation of the cell parameters, the formation of the solid solution for the compositions x ∊ [0-5]. The dielectric analyzes carried out at low frequencies (1 - 100 kHz) on STLTO ceramics showed maximum values of permittivity (375) and tunability (55% at 3 kV/cm), associated with weak loss tangents (0,01), for the composition x = 1.65. The measurements at high frequencies (200 MHz – 18 GHz) are in agreement with the results obtained at low frequencies. The deposition of thin film by reactive sputtering, made from a target of composition x = 1.65, produces films similar at Sr2.83Ta5O15 phase, which denotes a loss of strontium. However, at low frequencies, the films have relatively high permittivity (130) for low losses (0.01) with moderate tunability (A= 14.5% at 340 kV/cm at f = 100 kHz). Deposition of oxynitride thin film (Sr,La)(Ta,Ti)O2N, carried out in Ar + N2 reactive atmosphere, leads to coloured samples having high permittivity (up to about 3000), but with equally high losses (up to 2) and without tunability. Moreover, the study of SrTaO2N showed that these compounds are suitable for the decomposition of water under visible light.; Ce travail de recherche porte sur l'étude d'un nouveau matériau issu de la combinaison de deux oxydes perovskites ferroélectriques Sr2Ta2O7 et La2Ti2O7 ; la solution solide résultante est formulée selon (Sr2Ta2O7)100 x(La2Ti2O7)x (STLTO). Notre étude comprend la synthèse de poudres, la réalisation de céramiques, le dépôt de films minces et leur caractérisation structurale, morphologique, élémentaire, optique, diélectrique et ferroélectrique. L'objectif visé à moyen terme pour ce matériau est son intégration dans des dispositifs hyperfréquences miniatures et reconfigurables. Pour cela, sont recherchées des permittivités élevées, variables sous champ électrique, afin d'atteindre une accordabilité du matériau, puis une reconfigurabilité en fréquence des antennes, par exemple. L'analyse structurale par diffraction des rayons X a confirmé, par la variation linéaire des paramètres de maille, la formation de la solution solide pour les compositions x ∊ [0-5]. Les analyses diélectriques menées à basses fréquences (1 100 kHz) sur les céramiques STLTO ont montré des valeurs maximales de permittivité (375) et d'accordabilité (55 % à 3 kV/mm), associées à des tangentes de pertes faibles (0,01), pour la composition x = 1,65. Les mesures en hautes fréquences (200 MHz – 18 GHz) sont en accord avec les résultats obtenus en basses fréquences. Le dépôt de films minces par pulvérisation cathodique réactive, réalisé à partir d'une cible de composition x = 1,65, produit des films s'apparentant à la phase Sr2,83Ta5O15, ce qui dénote une perte en strontium. Cependant, à basses fréquences, les films présentent des permittivités relativement élevées (130) pour des pertes faibles (0,01) avec une accordabilité modérée (A = 14,5% à 340 kV/cm à f =100 kHz). Le dépôt de films minces oxynitrures (Sr,La)(Ta,Ti)O2N, réalisé en atmosphère réactive Ar + N2, mènent à des échantillons colorés ayant des permittivités élevées (jusqu'à 3000 environ), mais avec des pertes également élevées (jusqu'à 2) et sans accordabilité. Par ailleurs, l'étude de films SrTaO2N a montré que ces composés sont adaptés pour la décomposition de l'eau sous lumière visible. more...
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- 2018
5. New ferroelectric perovskite materials : ceramics and thin films from the solid solution (Sr₂Ta₂O₇)₁₀₀₋ₓ(La₂Ti₂O₇)ₓ
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Marlec, Florent, Institut d'Électronique et des Technologies du numéRique (IETR), Université de Nantes (UN)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes, Ala Sharaiha, Claire Le Paven-Thivet, Nantes Université (NU)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Rennes 1 more...
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Oxynitrides ,Ferroelectric materials ,Solid solution ,Couches minces ,Thin films ,Céramique ,Perovskite ,Solution solide ,Accordabilité ,[SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics ,Ferroélectrique ,Oxynitrure ,Photocatalyse ,Pulvérisation cathodique ,Polarisation - Abstract
This research focuses on the study of a new material resulting from the combination of two ferroelectric perovskite oxides Sr2Ta2O7 and La2Ti2O7; the resulting solid solution is formulating according to (Sr2Ta2O7)100 x(La2Ti2O7)x (STLTO). Our study includes the synthesis of powders, the realization of ceramics, thin film deposition and their structural, morphological, elemental, optical, dielectric and ferroelectric characterizations. The medium-term objective for this material is its integration into miniature and reconfigurable microwave devices. For this, high permittivity, variable under electric field, is required in order to achieve a tunability of the material, then a reconfigurability of the antennas, for example. Structural analysis by X-ray diffraction confirmed, by the linear variation of the cell parameters, the formation of the solid solution for the compositions x ∊ [0-5]. The dielectric analyzes carried out at low frequencies (1 - 100 kHz) on STLTO ceramics showed maximum values of permittivity (375) and tunability (55% at 3 kV/cm), associated with weak loss tangents (0,01), for the composition x = 1.65. The measurements at high frequencies (200 MHz – 18 GHz) are in agreement with the results obtained at low frequencies. The deposition of thin film by reactive sputtering, made from a target of composition x = 1.65, produces films similar at Sr2.83Ta5O15 phase, which denotes a loss of strontium. However, at low frequencies, the films have relatively high permittivity (130) for low losses (0.01) with moderate tunability (A= 14.5% at 340 kV/cm at f = 100 kHz). Deposition of oxynitride thin film (Sr,La)(Ta,Ti)O2N, carried out in Ar + N2 reactive atmosphere, leads to coloured samples having high permittivity (up to about 3000), but with equally high losses (up to 2) and without tunability. Moreover, the study of SrTaO2N showed that these compounds are suitable for the decomposition of water under visible light.; Ce travail de recherche porte sur l'étude d'un nouveau matériau issu de la combinaison de deux oxydes perovskites ferroélectriques Sr2Ta2O7 et La2Ti2O7 ; la solution solide résultante est formulée selon (Sr2Ta2O7)100 x(La2Ti2O7)x (STLTO). Notre étude comprend la synthèse de poudres, la réalisation de céramiques, le dépôt de films minces et leur caractérisation structurale, morphologique, élémentaire, optique, diélectrique et ferroélectrique. L'objectif visé à moyen terme pour ce matériau est son intégration dans des dispositifs hyperfréquences miniatures et reconfigurables. Pour cela, sont recherchées des permittivités élevées, variables sous champ électrique, afin d'atteindre une accordabilité du matériau, puis une reconfigurabilité en fréquence des antennes, par exemple. L'analyse structurale par diffraction des rayons X a confirmé, par la variation linéaire des paramètres de maille, la formation de la solution solide pour les compositions x ∊ [0-5]. Les analyses diélectriques menées à basses fréquences (1 100 kHz) sur les céramiques STLTO ont montré des valeurs maximales de permittivité (375) et d'accordabilité (55 % à 3 kV/mm), associées à des tangentes de pertes faibles (0,01), pour la composition x = 1,65. Les mesures en hautes fréquences (200 MHz – 18 GHz) sont en accord avec les résultats obtenus en basses fréquences. Le dépôt de films minces par pulvérisation cathodique réactive, réalisé à partir d'une cible de composition x = 1,65, produit des films s'apparentant à la phase Sr2,83Ta5O15, ce qui dénote une perte en strontium. Cependant, à basses fréquences, les films présentent des permittivités relativement élevées (130) pour des pertes faibles (0,01) avec une accordabilité modérée (A = 14,5% à 340 kV/cm à f =100 kHz). Le dépôt de films minces oxynitrures (Sr,La)(Ta,Ti)O2N, réalisé en atmosphère réactive Ar + N2, mènent à des échantillons colorés ayant des permittivités élevées (jusqu'à 3000 environ), mais avec des pertes également élevées (jusqu'à 2) et sans accordabilité. Par ailleurs, l'étude de films SrTaO2N a montré que ces composés sont adaptés pour la décomposition de l'eau sous lumière visible. more...
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- 2018
6. Contribution à la mise en oeuvre de synthèse de filtres accordables simultanément en fréquence et bande passante : application aux fréquences millimétriques et submillimétriques en technologie BiCMOS
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Rynkiewicz, Pedro, Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), and Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
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Multiniveaux ,Intégrabilité ,Accordabilité ,Miniaturisation - Abstract
Le but de la thèse est de réaliser des filtres accordable en technologie planaire multi-niveaux proposé par l'entreprise allemande IHP. Les filtres sont réalisés aux ondes millimétriques,principalement autour de 60 GHz et 140 GHz. Nous étudions l'accordabilité en fréquence mais aussi l'accordabilité en bande passante ne utilisant un concept nouveau établie au cours de cette thèse. Les premiers résultats concernant les filtres accordables en fréquence ont permit la rédaction de plusieurs articles. Maintenant, nous venons de recevoir les mesures prouvant notre nouveau concept permettant l'accord en fréquence et en bande passante des filtres planaires à base de résonateurs en anneau more...
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- 2018
7. Multiplexeurs accordables pour application spatiale
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Feuray, William, XLIM (XLIM), Université de Limoges (UNILIM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Limoges, Serge Verdeyme, and Olivier Tantot
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Filtre ,Wide band ,Filter ,Large bande ,Tunability ,Multiplexer ,3D printing ,Métallisation ,Metallization ,Accordabilité ,Multiplexeur ,Impression 3D ,[SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics - Abstract
This thesis is about study of tunable output multiplexer principle for telecommunication satellite payload. The first step is analysis of the main topologies of output multiplexers and to compare them to conclude with the best candidate. Then, several studies were conducted on 3D plastic printed passive components with specific metallizations, searching how to improve results in term of losses and precision. Last part detailed two channels multiplexer design which can be used on three different states of relative bandwidth from 1.6 to 4.8 % at 19 GHz, and realization of two concept proof prototypes (one in metallized 3D printed plastic and another one in machined aluminum).; Cette thèse a pour but d’étudier le principe d’un multiplexeur de sortie accordable pour la charge utile d’un satellite de télécommunication. La première étape consiste à analyser les principales topologies de multiplexeur de sortie utilisables et les comparer pour en retirer le meilleur candidat pour cette application. Par la suite, diverses études ont été menées sur des composants passifs imprimés en 3D plastique et métallisés de diverses manières, en cherchant à comprendre comment améliorer au mieux les résultats de ces prototypes. La dernière partie de ce manuscrit détaille la conception d’un multiplexeur à deux canaux pouvant être utilisé sur trois états différents en large bande à 19 GHz. Ces états sont créés par des bandes passantes relatives variant de 1,6 à 4,8 % et une réalisation de deux maquettes sert de preuves de concept et de performance (une en plastique métallisé et la seconde en aluminium usiné). more...
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- 2017
8. Co-conception de résonateurs hyperfréquences accordables à éléments d’accord intégrés dans un substrat silicium (résonateurs trois états à accord discret et résonateur continu)
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Rozenn ALLANIC, Yves Quéré, Denis Le Berre, Cédric Quendo, David Chouteau, Virginie Grimal, Damien Valente, Jérôme Billoue, Lab-STICC_UBO_MOM_DIM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GREMAN (matériaux, microélectronique, acoustique et nanotechnologies) (GREMAN - UMR 7347), Institut National des Sciences Appliquées - Centre Val de Loire (INSA CVL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Tours-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Tours (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Quendo, Cedric more...
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Filtres ,Micro-ondes ,[SPI.TRON] Engineering Sciences [physics]/Electronics ,Accordabilité ,[SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics - Abstract
National audience; Cet article présente trois résonateurs accordables à accord discret (avec trois fréquences de résonance) et à accord continu (dont la variation de fréquence de résonance atteint 50 %). Cette méthode de co-conception permet de concevoir les résonateurs en même temps que les éléments actifs et offre une flexibilité d’accordabilité induite par le choix du dimensionnement des zones dopées. La nouveauté réside dans le fait que les résonateurs trois états à accord discret utilisent deux diodes de taille différente qui commutent de l’état bloqué à l’état passant, et cela avec une source de polarisation unique mais des valeurs de tension différente. Le résonateur à accord continu utilise la variation de la largeur de la zone dopée pour faire évoluer sa fréquence de résonance de 2,24 GHz à 3,3 GHz. more...
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- 2017
9. Dispositifs à base de couches minces ferroelectriques hautement accordables sous champ faible
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Rammal, Mohamad, Ghalem, Areski, Huitema, Laure, Crunteanu, Aurelian, Passerieux, Damien, Cros, Dominique, Monédière, Thierry, Madrangeas, Valérie, Dutheil, Perrine, Marchet, Pascal, Dumas-Bouchiat, Frédéric, Champeaux, Corinne, Nedelcu, Liviu, Trupina, Lucian, Banciu, Gabriel, OSA (XLIM-OSA), XLIM (XLIM), Université de Limoges (UNILIM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Limoges (UNILIM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes RF (XLIM-SRF), RF-ELITE : RF-Electronique Imprimée pour les Télécommunications et l'Energie (XLIM-RFEI), Université de Limoges (UNILIM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Axe 2 : procédés de traitements de surface, Science des Procédés Céramiques et de Traitements de Surface (SPCTS), Université de Limoges (UNILIM)-Ecole Nationale Supérieure de Céramique Industrielle (ENSCI)-Institut des Procédés Appliqués aux Matériaux (IPAM), Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Limoges (UNILIM)-Ecole Nationale Supérieure de Céramique Industrielle (ENSCI)-Institut des Procédés Appliqués aux Matériaux (IPAM), Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Axe 3 : organisation structurale multiéchelle des matériaux (SPCTS-AXE3), National Institute for Materials Physics - NIMP (ROMANIA), ANR, ANR-13-IS03-0001,MAESTRO,Antennes intégrées agiles pilotées par des matériaux ferroélectriques accordables(2013), Axe 3 : organisation structurale multiéchelle des matériaux, DERORY, BEATRICE, CRUNTEANU, Aurelian, and Blanc – Accords bilatéraux 2013 - Antennes intégrées agiles pilotées par des matériaux ferroélectriques accordables - - MAESTRO2013 - ANR-13-IS03-0001 - Blanc – Accords bilatéraux 2013 - VALID more...
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[CHIM.MATE] Chemical Sciences/Material chemistry ,accordabilité ,[SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism ,[SPI.ELEC] Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism ,[SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics ,[CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry ,[SPI.MAT] Engineering Sciences [physics]/Materials ,Couches minces ferroélectriques ,[SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,BaxSr1-xTiO3 ,MFM ,[SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials - Abstract
National audience; Nous présentons la conception et la caractérisation de condensateurs de type Métal/Ferroélectrique/Métal (MFM) à base de couches minces de BaxSr1-xTiO3 (x=2/3). La caractérisation du dispositif agile montre des proprié-tés au-delà de l’état de l’art, avec une accordabilité de l’ordre de 73% sous un champ électrique de 70 kV/cm à 2,45 GHz. more...
- Published
- 2016
10. Modelling and co-design of tunable devices on a semiconductor substrate : study of a new co-design approach
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Allanic, Rozenn, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université de Bretagne occidentale - Brest, and Cédric Quendo more...
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Semi-conducteurs ,Modeling ,Tunability ,Filters ,Accordabilité ,[SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics ,Silicon Technology ,Semiconductors ,Modélisation ,Antennes ,Filtres ,Antennas ,Switchs RF ,RF Switches ,Technologie Silicium - Abstract
Given the proliferation of standards in telecommunication systems, tunability is becoming a priorityboth in terms of integration and cost. A single tunable circuit needs to be able to work according toseveral different standards. Nowadays, a tunable function (filter or antenna) in planar technology isa passive distributed device to which some active tuning elements are soldered. At least onecharacteristic of the device can therefore be varied (the central frequency and/or the bandwidth inthe case of a filter; or the resonant frequency, radiating pattern or polarization mode in the case ofan antenna). Because passive devices are distributed in order to propagate the electromagneticwave, they are often designed on a dielectric substrate to minimize losses. However, the additionof tuning elements causes some additional losses and disturbances (some parasitic effects canarise due to the packaging or the interconnection and discontinuities between active and passiveparts). Finally, these tunable functions reduce the flexibility of the design (due to the size andlocalization of the active tuning elements) and manufacturing (due to drilling and via metallization).In this context, we propose to co-design tunable microwave functions on a semiconductorsubstrate on which it is possible to build both the tunable element and the passive distributedcomponent. This co-design between the passive and active parts removes the constraints relatedto the tuning elements and drilling of via holes. The concept offers a greater flexibility with regard tothe size of doped areas, allowing them to be either localized or distributed. However, this approachrequires the substrate to be compatible with the propagation of the electromagnetic field and withthe design of the tunable element. The work of this thesis makes it possible to overcome suchobstacles by proposing some tradeoffs allowing the design and the manufacture of tunablemicrowave components in silicon technology, which have been validated by demonstrator circuits.During this work, a microstrip transmission line and a switch were co-designed. Goodperformances were obtained both in simulations and measurements. Moreover, a co-simulationapproach is proposed to take into account the semiconductor effects in electromagneticsimulations.Once validated, this concept was applied to other relatively simple tunable devices to show thepotential of this approach (in terms of performances and design flexibility). Applications includedtunable filters, reconfigurable waveguides (such as SIW: Substrate Integrated Waveguides) andfrequency-tunable antennas. This study showed promising results for the design of new tunablefilter topologies (SIW filters, coupled-line filters), tunable antennas (in resonant frequency orradiation pattern) and phase shifters. Finally, the approach shows potential for continuous tunablefunctions based on varactor diodes (with capacitance variation).; Compte tenu de la multiplication des standards dans le domaine des télécommunications,l’accordabilité au sein des systèmes est devenue une priorité en termes d’intégration et de coût.Un seul circuit accordable doit ainsi permettre d’adresser plusieurs normes. Dans la gamme deshyperfréquences, en technologie planaire, la fonction accordable (filtre ou antenne) estactuellement un dispositif passif distribué sur lequel sont reportés un ou plusieurs élémentsd’accords. Il est ainsi possible de faire varier au moins une des caractéristiques du dispositif(fréquence centrale et/ou bande passante pour les filtres et fréquence de résonance, diagrammede rayonnement ou mode de polarisation pour les antennes). Le circuit passif étant distribué, pourassurer la propagation de l’onde, un matériau diélectrique faible pertes est généralement utilisé.Cependant, l’ajout d’éléments d’accord engendre des pertes et des perturbations liées au report ducomposant (éléments parasites au niveau de l’interconnexion et des discontinuités composantd’accord-dispositif passif, et de la mise en boitier du composant reporté). Enfin, cette manière deréaliser des fonctions accordables rend peu flexible la conception (dimensions et localisation ducomposant d’accord) et la fabrication (perçage et métallisation pour les vias).Dans ce contexte, nous proposons de co-concevoir des fonctions hyperfréquences accordablessur un substrat semi-conducteur sur lequel il est à la fois possible de réaliser le composantd’accord et le dispositif passif distribué. Cette co-conception du circuit passif et de son élémentd’accord permet d’éliminer toutes les contraintes liées au report de composant, au perçage de viamétallique et apporte une grande flexibilité au niveau du dimensionnement de la zone dopée. Eneffet, elles peuvent être soit localisées soit distribuées. Toutefois, ce concept nécessite que lesupport semi-conducteur soit à la fois compatible à la propagation de l’onde et à la réalisation del’élément d’accord. Ces travaux de thèse ont permis de lever ce verrou en proposant descompromis permettant la réalisation de composants accordables validés par des démonstrateurssur technologie silicium.Au cours de ces travaux, une ligne de transmission micro-ruban et un composant d’accord de typeswitch ont été co-conçus. De très bonnes performances, validées par la mesure, ont été obtenues.De plus, une démarche de co-simulation a été proposée pour prendre en compte les effets semiconducteursdans la simulation électromagnétique.Le concept ayant été validé, il a été ensuite appliqué à des dispositifs accordables relativementsimples afin de montrer le potentiel de cette démarche (en termes de performances et de flexibilitéde conception), tels que des filtres accordables, des guides d’ondes de type SIW (SubstrateIntegrated Waveguide) reconfigurables ou encore des antennes accordables en fréquence. Cestravaux font également apparaître de nombreuses perspectives pour la réalisation de nouvellestopologies de filtres accordables (filtres SIW, interdigités…), d’antennes accordables (enfréquence, en diagramme de rayonnement…) ou de déphaseurs. Enfin, un potentiel a été identifiépour de nouvelles topologies de fonctions accordables en continu à base de jonction de typediodes varactors (composants à capacités variables). more...
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- 2015
11. DÉVELOPPEMENT D'UN SPECTROMÈTRE LASER À CASCADE QUANTIQUE POUR DES APPLICATIONS EN SPECTROSCOPIE DE HAUTE RÉSOLUTION ET EN MÉTROLOGIE DES FRÉQUENCES
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Sow, Papa Lat Tabara, Amy-Klein, Anne, Laboratoire de Physique des Lasers (LPL), Université Paris 13 (UP13)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris 13, Christophe Daussy(christophe.daussy@univ-paris13.fr), Université Sorbonne Paris Cité, Christophe Daussy, and Christian Chardonnet more...
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[PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS] Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics] ,[PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS]Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics] ,laser à cascade quantique ,[PHYS.PHYS]Physics [physics]/Physics [physics] ,[SPI.OPTI] Engineering Sciences [physics]/Optics / Photonic ,Asservissement ,Puissance ,Quantum cascade laser ,Caractérisation spectrale ,Metrology ,Accordabilité ,[PHYS.QPHY]Physics [physics]/Quantum Physics [quant-ph] ,[PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET] Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det] ,QCL ,High resolution spectroscopy ,spectroscopie de haute résolution ,[SPI.OPTI]Engineering Sciences [physics]/Optics / Photonic ,Spéctroscopie de haute résolution ,[PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det] ,Laser spectroscopy ,[PHYS.QPHY] Physics [physics]/Quantum Physics [quant-ph] - Abstract
This work focuses on the development of a quantum cascade laser spectrometer (QCL) in the mid-infrared for applications in spectroscopy and frequency metrology. The main objectives were firstly to lift the strong constraint that is the weak spectral range accessible to the CO2 laser, but also to increase the low laser power available to our spectroscopy experiments. This new instrument interest directely the experiences developed in our group “a parity violation effect in chiral molecules” and “the determination of the Boltzmann constant by spectroscopy laser”.In this thesis, we characterized the intensity noise, the frequency noise and the line width of the free-running QCL source. The results compared with the literature show a high spectral quality of the laser source. The phase locking of the QCL on an ultrastable CO2 laser demonstrated the transfer of spectral properties of CO2 laser to the QCL. The spectrometer was then used for experiments linear absorption spectroscopy of NH3 molecule and the molecule of methyltrioxorhenium; molecules used on the projects of the Boltzmann constant measurement and research an effect of non-conservation of parity. The potential of this spectrometer has also been demonstrated in spectroscopy experiments at very high resolution, by absorption saturated. Multiple perspectives opened up by this new instrument will finally be presented., Ce travail de thèse porte sur le développement d'un spectromètre laser à cascade quantique (QCL) dans le moyen infrarouge pour des applications en spectroscopie et en métrologie des fréquences. Les principaux objectifs ont été tout d'abord de lever la forte contrainte que constitue le faible domaine spectral accessible au laser à CO2 mais également d'accroître la faible puissance laser disponible pour nos expériences de spectroscopie. Ce nouvel instrument intéresse directement les expériences développées au sein du groupe Métrologie Molécules et Tests Fondamentaux : la mise en évidence de non conservation de la parité dans les molécules chirales et la détermination de la constante de Boltzmann par spectroscopie laser. Au cours de ce travail de thèse, nous avons caractérisé le bruit d'intensité, le bruit de fréquence ainsi que la largeur de raie de la source QCL libre. Les résultats obtenus comparés à la littérature montrent une grande qualité spectrale de cette source laser. L'asservissement en phase de la source QCL sur un laser à CO2 ultra-stable a permis de démontrer le transfert des propriétés spectrales du laser à CO2 à la source QCL. Le spectromètre a ensuite été utilisé pour des expériences de spectroscopie en absorption linéaire des molécules NH3 et de la molécule de Méthyltrioxorhénium, molécules d'intérêt pour les projets de mesure de la constante de Boltzmann et de recherche d'un effet de la non-conservation de la parité. Le potentiel de ce spectromètre a également été démontré dans des expériences de spectroscopie à très haute résolution, en absorption saturée. more...
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- 2015
12. Broadband dielectric characterization of BaxSr(1-x)TiO3 ferroelectric thin films for reconfigurability applications of microwave devices
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Ghalem, Areski, Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - Département Opto-Acousto-Électronique - UMR 8520 (IEMN-DOAE), Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, Denis Remiens, Tuami Lasri, Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-INSA Institut National des Sciences Appliquées Hauts-de-France (INSA Hauts-De-France), Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - Département Opto-Acousto-Électronique ( IEMN-DOAE ), Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) - UMR 8520 ( IEMN ), and Ecole Centrale de Lille-Institut supérieur de l'électronique et du nunérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis ( UVHC ) -Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Ecole Centrale de Lille-Institut supérieur de l'électronique et du nunérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis ( UVHC ) -Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) more...
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Résonateurs ,Resonator ,Interdigitated capacitances ,Thin films ,Tunability ,Accordabilité ,Microwaves device ,Couches minces ,Dispositifs microondes ,Structure coplanaire ,Coplanar structure ,[ SPI.NANO ] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics ,[SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics ,Capacité interdigitée ,Films ferroélectriques ,Bst ,Ferroelectric - Abstract
This work is dedicated to the integration of ferroelectric BaxSr(1-x)TiO3 thin films in microwave devices. Initially, the dielectric properties of B0.3S0.7TiO3 films deposited by radiofrequency magnetron sputtering were determined. It has been demonstrated the influence of a buffer layer in the control of orientation films and the impact in the evolution of dielectric properties. The realization of optimized coplanar waveguide has permit to determine the frequency evolution of permittivity, loss factor and tunability up to 67 GHz. The characterization of the dielectric properties has enabled the realization and qualification of the basic element in the design of tunable microwave devices: the ferroelectric capacitance. The agility property has been highlighted within this structure. Subsequently, a complete analysis was conducted on a resonator. An analytical study coupled with the demonstrator realization highlighted the configuration allowing us to exploit the properties of BST films.; Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre de l’intégration des films minces ferroélectriques de BaxSr(1-x)TiO3 au sein de dispositifs microondes. Dans un premier temps, les caractéristiques diélectriques des films de B0.3S0.7TiO3 déposés par pulvérisation cathodique ont été déterminées. Il a été mis en évidence l’intérêt d’une couche tampon dans le contrôle de l’orientation des films ainsi que son impact dans l’évolution des propriétés diélectriques. L’utilisation d’une structure coplanaire optimisée a été utilisée dans le but de déterminer les évolutions fréquentielles de la permittivité, des pertes ainsi que de l’accordabilité jusqu’à 67 GHz. La caractérisation du matériau a permis la réalisation et la qualification de l’élément de base dans la conception de dispositifs microondes accordables : la capacité ferroélectrique. Le phénomène d’agilité a été mis en exergue au sein de cette structure.Par la suite, une analyse complète a été menée sur un dispositif de type résonateur. Une étude analytique couplée à la réalisation de démonstrateur a permis de mettre en évidence la configuration nous permettant d’exploiter au mieux les propriétés des films de BST. more...
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- 2014
13. Etude théorique et expérimentale des métamatériaux et des techniques d'agilité (MEMS, BST) pour la conception des circuits RF miniatures et reconfigurables
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Ouagague, Badreddine, Équipe MIcro et Nanosystèmes pour les Communications sans fil (LAAS-MINC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université Paul Sabatier - Toulouse III, P.PONS, Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées more...
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Miniaturization ,Ferroelectric materials ,CRLH ,Tunability ,Accordabilité ,SRR ,Matériaux ferroélectriques ,MEMS ,Metamaterials ,Métamatériaux ,Agility ,RF ,Hyperfréquences ,[SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics ,Microwaves ,Miniaturisation ,BST - Abstract
Wireless applications have grown significantly in recent years. The proliferation of their standards (LTE, 3G, WiFi, Bluetooth, GPS) is driving research toward yet more miniaturized circuits and reconfigurable architectures. The main goals are to reduce size, energy consumption and costs. In this context, our work presents a theoretical and experimental exploration of several technics to achieve this aim. On the one hand, the use of metamaterials allows the miniaturization of RF devices. On the other, the introduction of RF MEMS or ferroelectric materials enables the frequency agility at circuit level. After a theoretical review of metamaterials, planar structures in PCB technology have been experimentally studied in order to highlight the properties of the dispersion diagram. The results of design of a bandpass filter for space applications are then presented; the use of metamaterials has reduced its size by about 90% compared to a conventional quarter-wavelength stub filter. By using silicon technology, we are interested in the optimization of a cell based on the CRLH approach to increase its degree of freedom. In this work the adding of a capacitive stub, has been complemented by the introduction of RF MEMS to provide agility to this structure. The experimental results have demonstrated a tunability in the range of 80%. Similarly, another tuning technic based on the use of ferroelectric materials has been explored; thin BST films deposited on different substrates were used to extract the electromagnetic characteristics. Experimental work exhibited tunability of up to 67%. This study was finally completed by the realization of tunable metamaterial structures using BST.; Actuellement, les applications sans fils connaissent une croissance importante. La multiplication de leurs standards (LTE, 3G, Wifi, Bluetooth, GPS) incite les chercheurs à réduire d'avantage l'encombrement, la consommation d'énergie et les coûts. Notre travail présente une exploration théorique et expérimentale des techniques qui permettent d'atteindre cet objectif : les métamatériaux permettent la miniaturisation des circuits et les MEMS RF ou les matériaux ferroélectriques permettent leur accordabilité en fréquence. Après un rappel théorique des métamatériaux, nous avons étudié expérimentalement des structures planaires en PCB pour mettre en évidence les propriétés du diagramme de dispersion. Nous avons ensuite conçu un filtre passe-bande destiné à une application spatiale, l'utilisation des métamatériaux a permis de réduire son encombrement d'environ 90% par rapport à un filtre classique à stub quart d'onde. En utilisant la technologie silicium, nous nous sommes ensuite intéressés à l'optimisation d'une cellule CRLH pour augmenter son degré de liberté en ajoutant un stub capacitif. Ce travail est complété par l'introduction des MEMS pour apporter une agilité à la structure. Les résultats expérimentaux ont permis d'exhiber une accordabilité d'environ 80%. Dans le même sens, le BST (matériau ferroélectrique) a été exploré, des circuits de test ont été réalisés pour extraire ses caractéristiques. Les travaux expérimentaux ont exhibé des accordabilités allant jusqu'à 67%. Cette étude a été complétée par la réalisation de structures métamatériaux accordables. more...
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- 2014
14. Coherence, tunability, spectral and spatial properties of femtosecond extreme-ultraviolet light sources
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Mahieu, Benoît, De Ninno, Giovanni, Garzella, David, Service des Photons, Atomes et Molécules (SPAM), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Elettra Sincrotrone Trieste, Université Paris Sud - Paris XI, Université de Nova Gorica (Nova Gorica, Slovénie), Giovanni De Ninno, David Garzella, and STAR, ABES more...
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Extrême-ultraviolet ,Extreme-ultraviolet ,Génération d’harmoniques d’ordres élevés ,High-order harmonic generation ,Tunability ,koherenca ,Filtrage modal ,laser na proste elektrone ,nastavljivost ,Modal filtering ,Accordabilité ,Free-electron laser ,Femtosecond laser ,ekstremna ultravijolična svetloba ,Cohérence ,Laser à électrons libres ,[PHYS.COND.CM-GEN] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Other [cond-mat.other] ,udc:539.1.076 ,[PHYS.COND.CM-GEN]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Other [cond-mat.other] ,femtosekundni laser ,Chirp ,Laser femtoseconde ,Coherence ,generacija visokih harmonikov ,disertacije - Abstract
Single-pass free-electron lasers (FELs) are currently the most promising facilities for providing light pulses with high energies (µJ to mJ) at femtosecond time scales (1 fs = 10⁻¹⁵s) and with ultrashort wavelengths (nanometer resolution i.e., down to extreme-ultraviolet and X-ray spectral regions). Extreme-ultraviolet FELs are still quite young so that many questions remain open. Those addressed within this manuscript concern the so-called seeded configuration, where an external coherent source (the “seed") initiates the process. In particular, we focus in this thesis on the transverse and longitudinal characteristics of the light, its coherence, the properties of the temporal phase and the direct correlations between the seed and the FEL emission. With regard to FELs, high-order harmonics of femtosecond laser pulses generated in noble gases (HHG technique) exhibit both competitive and complementary features. Competitive, because the produced pulses have similar assets as the ones provided by an FEL. Complementary, because the generated harmonics can be used as a seed or, in combination with FEL light, to perform multi-beam experiments. Even though less powerful pulses are produced by a HHG source, its implementation requires a significantly smaller effort. The efficiency of harmonic conversion, the tunability and spatial quality of the generated beam, and how these parameters depend on the driving laser are the issues discussed within this manuscript. The general will of the scientific community to perform novel experiments requires deep studies and optimization of FEL and HHG sources. In particular, on the seeded FEL facility FERMI@Elettra of Trieste, the induction of chirp in the radiation has led to remarkable results. Among others, a method of generation of split pulses with different wavelengths has been construed and developed. Such a possibility paves the way for the use of seeded FEL facilities as stand-alone sources for two-colour pump-probe setups. More generally, the study of phenomena involved in the FEL and HHG processes, together with the characterization of the light properties, are intrinsically exciting matters that have direct connections with fundamental aspects of physics., Les lasers à électrons libres (LELs) à simple passage représentent actuellement la possibilité la plus prometteuse pour fournir des impulsions lumineuses de haute énergie (µJ à mJ) à des échelles de durée femtoseconde (1 fs = 10⁻¹⁵s) et des longueurs d’ondes ultra-courtes (résolution nanométrique i.e., jusqu’aux domaines de l’extrême-ultraviolet et des rayons X). Les LELs émettant dans l’extrême-ultraviolet sont une technologie encore jeune, si bien que de nombreuses questions restent ouvertes. Celles posées au sein de ce manuscrit concernent la configuration dite injectée, dans laquelle le processus est initié par une source externe cohérente (le “seed"). Nous nous concentrons particulièrement dans cette thèse sur les caractéristiques transverses et longitudinales de la lumière, sa cohérence, les propriétés de la phase temporelle et les liens directs entre le seed et l’émission LEL. La technique de génération dans un gaz noble d’harmoniques d’ordres élevés d’un laser femtoseconde (GHE) se montre à la fois complémentaire et en compétition avec les LELs. En compétition car les impulsions produites ont des qualités similaires à celles obtenues avec un LEL ; complémentaire car le rayonnement GHE peut être utilisé comme seed ou en combinaison avec la lumière LEL, par exemple pour effectuer des expériences mettant en jeu de multiples faisceaux. Bien que la GHE fournisse des impulsions moins puissantes, l’implémentation d’une telle source requiert un effort significativement moins important. Le taux de conversion harmonique, l’accordabilité et la qualité spatiale du faisceau généré, et la manière dont ces paramètres dépendent du laser générateur sont les problématiques traitées au sein de ce manuscrit. La volonté de la communauté scientifique d’effectuer des expériences novatrices demande des études profondes et l’optimisation des sources de GHE et des LELs. En particulier, sur la source LEL injectée FERMI@Elettra de Trieste, l’induction d’une dérive de fréquence dans le rayonnement a conduit à des résultats marquants. Entre autres, une méthode de génération d’impulsions scindées avec différentes longueurs d’ondes a été analysée et développée. Une telle possibilité ouvre la voie à l’utilisation des LELs injectés en tant que source autonome pour des installations de type pompe-sonde à deux couleurs. Plus généralement, l’étude des phénomènes mis en jeu dans les processus de GHE et du LEL ainsi que la caractérisation des propriétés de leur lumière sont des sujets intrinsèquement excitants, ayant des connexions directes avec de nombreux aspects fondamentaux de la physique., Laser na proste elektrone (LPE, ang. free-electron laser - FEL) z enojnim prehodom je trenutno najbolj obetaven vir femtosekundnih (1 fs = 10⁻¹⁵ s) svetlobnih pulzov z visoko energijo (μJ do mJ) in ultra kratko valovno dolžino (nanometrska ločljivost, t.j., vse do spektralnega območja ekstremne ultravijolične in rentgenske svetlobe). LPE-ji, ki delujejo na področju ekstremne ultravijolične svetlobe, so razmeroma novi svetlobni viri, kar pomeni, da so glede njihovega delovanja odprta še mnoga vprašanja. V pričujočem doktorskem delu smo se ukvarjali predvsem z dvostopenjsko konfiguracijo, pri kateri LPE ojači zunanje (koherentno) elektromagnetno valovanje (seed). Osredotočili smo se na transverzalne in longitudinalne lastnosti proizvedene svetlobe, koherenco, lastnosti časovne faze ter na direktne korelacije med zunanjim virom (seed) in sevanjem LPE-ja. Poleg LPE-jev so v vzponu tudi svetlobni viri, ki temeljijo na generaciji visokih harmonikov (GVH, ang. high-order harmonic generation - HHG) v žlahtnih plinih. Ti svetlobni viri so zaradi podobnih lastnosti pulzov konkurenčni LPE-jem, po drugi strani pa predstavljajo komplementarne izvore svetlobe, ker jih je mogoče uporabiti v dvostopenjski LPE konfiguraciji kot vir zunanjega elektromagnetnega valovanja (seed) ali v kombinaciji z LPE-jem v eksperimentih z dvema ali več žarki. Kljub temu, da so ti svetlobni viri šibkejši v primerjavi z LPE-ji, je njihova izvedba bistveno lažja. V dizertaciji obravnavamo izkoristek harmonične pretvorbe virov, ki temeljijo na principu GVH, nastavljivost in prostorsko kakovost žarkov, ter odvisnost omenjenih parametrov od gonilnega laserja. Zaradi vse večje težnje po novih eksperimentih na vseh znanstvenih področjih sta ključna zelo natančno poznavanje delovanja in optimizacija LPE-jev in virov, ki temeljijo na GVH. Med bolj pomembne dosežke na LPE-ju FERMI@Elettra v Trstu spadajo možnost spreminjanja trenutne frekvence proizvedene svetlobe (ang. chirp) na podlagi katere je bila razvita metoda za generacijo razdeljenih pulzov z različnimi valovnimi dolžinami. S pomočjo te metode bo možno dvostopenjske LPE-je uporabljati kot samostojne vire svetlobe za poskuse v t.i. načinu « pump-probe ». V dizertaciji so predstavljene študije pojavov, ki so prisotni pri generaciji svetlobe v LPE-jih ter virih, ki temeljijo na GVH. Ti pojavi so, skupaj z metodami karakterizacije proizvedene svetlobe, tesno povezani s temeljnimi principi v fiziki. more...
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- 2013
15. Microfluidique diphasique accordable
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Tarchichi, Nathalie, Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) (FEMTO-ST), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Franche-Comté, Franck Chollet, and Jean-François Manceau more...
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[SPI.OTHER]Engineering Sciences [physics]/Other ,Two phases ,Microfluidique ,Micro-fabrication ,Micro-goutelettes ,Tunability ,Stuctures périodiques ,Micro-droplets ,Accordabilité ,Micro-bubbles ,Microfluidic ,Monodisperses ,Micro-bulle ,Deux phases - Abstract
Since the past few years, there has been an increasing effort in developing microfluidic devices for dispersing one fluid phase in another immiscible fluid phase. Micro fluidic bubbles or droplets have many applications in different fields such as photonics, chemistry, biology... For most of these applications, it is important to control the size and the shape of these droplets or bubbles, since they directly influence the response of the system. Our goal is to generate mono disperse and controllable droplets to produce tunable structures. We also analyze their formation mechanisms and study the parameters that affect their size and their shape. In the present work, we use T-junction geometry to generate droplets of uniform size. In this configuration, there are three known regimes of droplet generation: dripping, squeezing and jetting regimes. We are particularly interested in the study of the dripping regime since it ensures the generation of droplets of smaller size compared to the other regimes. The experimental and the theoretical studies have shown that the droplets diameter decreases when the channels width decreases, when the continuous phase velocity increases and when the dispersed phase velocity decreases. In addition, we have shown evidence of a new regime of droplet generation in which the droplet diameter is constant, independent of the continuous and dispersed phases velocities and only related to the geometry of the T-junction channels. We named this new regime the balloon regime. We finally demonstrated the usefulness of the tunability of microfluidic systems in optics and acoustics. Actually, we show that the diffraction grating period can be easily changed by controlling the parameters of bubble generation. We show also that the acoustic response is related to the bubbles resonance in the liquid medium. This response is a function of the bubbles diameter. Finally, we propose the use of the microfluidic system in electronics, for realizing varying capacitors, where the diphasic microfluidic opens the way to new functionalities; Depuis ces dernières années, il y a eu augmentation de l’effort pour le développement des systèmes microfluidiques dédiésà la dispersion d’une phase fluide dans une autre phase fluide immiscible. Les gouttelettes ou les bulles résultantes ont de nombreuses applications dans des diverses domaines (photonique, chimique, biologique...). Pour la plupart de ces applications, il est primordial de contrôler la taille et la forme de ces gouttelettes/bulles, paramètres qui influencent directement le comportement ou la réponse du système. Notre but consiste ainsi à générer des gouttelettes de taille unique (mono-dispersées) et contrôlable pour produire des structures accordables. Nous analysons aussi leurs mécanismes de formation et étudions les paramètres qui influent sur leur taille et leur forme. Dans le présent travail, la génération de gouttelettes est réalisée en utilisant une intersection entre deux microcanaux (jonction en T) où leur taille est directement liée à la géométrie. Dans cette configuration, il existe trois régimes connus de génération de gouttelettes qui sont les régimes de dripping, squeezing et jetting. Nous nous sommes particulièrement intéressés à l’étude du régime dripping car il assure la génération de gouttelettes ayant une taille plus petite que celle obtenue avec les autres régimes. Les expériences et les études théoriques ont montré que le diamètre des gouttelettes diminue quand la largeur des canaux diminue, quand la vitesse de la phase continue augmente et quand la vitesse de la phase dispersée diminue. De plus, nous avons pu mettre en évidence un nouveau régime de génération de gouttelettes pour lequel les gouttelettes générées ont un diamètre constant, indépendamment des vitesses des phases continue et dispersée, et qui ne dépend que de la géométrie des canaux. Nous avons appelé ce nouveau régime le régime “balloon”. Nous avons enfin montré l’intérêt de l’accordabilité des systèmes microfluidiques en optique et en acoustique. Ainsi, nous avons montré que la période du réseau de diffraction optique est facilement modifiable en contrôlant les paramètres de génération de bulles. De même, nous avons pu voir que la réponse acoustique est liée `a la résonance des bulles dans le milieu liquide. Cette réponse est une fonction du diamètre des bulles générées. Enfin, nous proposons l’utilisation du système microfluidique en électronique pour produire des capacités variables, ouvrant la voie à des nouvelles fonctionnalités pour la microfluidique diphasique. more...
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- 2013
16. Tunable diphasic microfluidic
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Tarchichi, Nathalie, Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) (FEMTO-ST), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Franche-Comté, Franck Chollet, and Jean-François Manceau more...
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[SPI.OTHER]Engineering Sciences [physics]/Other ,Two phases ,Microfluidique ,Micro-fabrication ,Micro-goutelettes ,Tunability ,Stuctures périodiques ,Micro-droplets ,Accordabilité ,Micro-bubbles ,Microfluidic ,Monodisperses ,Micro-bulle ,Deux phases - Abstract
Since the past few years, there has been an increasing effort in developing microfluidic devices for dispersing one fluid phase in another immiscible fluid phase. Micro fluidic bubbles or droplets have many applications in different fields such as photonics, chemistry, biology... For most of these applications, it is important to control the size and the shape of these droplets or bubbles, since they directly influence the response of the system. Our goal is to generate mono disperse and controllable droplets to produce tunable structures. We also analyze their formation mechanisms and study the parameters that affect their size and their shape. In the present work, we use T-junction geometry to generate droplets of uniform size. In this configuration, there are three known regimes of droplet generation: dripping, squeezing and jetting regimes. We are particularly interested in the study of the dripping regime since it ensures the generation of droplets of smaller size compared to the other regimes. The experimental and the theoretical studies have shown that the droplets diameter decreases when the channels width decreases, when the continuous phase velocity increases and when the dispersed phase velocity decreases. In addition, we have shown evidence of a new regime of droplet generation in which the droplet diameter is constant, independent of the continuous and dispersed phases velocities and only related to the geometry of the T-junction channels. We named this new regime the balloon regime. We finally demonstrated the usefulness of the tunability of microfluidic systems in optics and acoustics. Actually, we show that the diffraction grating period can be easily changed by controlling the parameters of bubble generation. We show also that the acoustic response is related to the bubbles resonance in the liquid medium. This response is a function of the bubbles diameter. Finally, we propose the use of the microfluidic system in electronics, for realizing varying capacitors, where the diphasic microfluidic opens the way to new functionalities; Depuis ces dernières années, il y a eu augmentation de l’effort pour le développement des systèmes microfluidiques dédiésà la dispersion d’une phase fluide dans une autre phase fluide immiscible. Les gouttelettes ou les bulles résultantes ont de nombreuses applications dans des diverses domaines (photonique, chimique, biologique...). Pour la plupart de ces applications, il est primordial de contrôler la taille et la forme de ces gouttelettes/bulles, paramètres qui influencent directement le comportement ou la réponse du système. Notre but consiste ainsi à générer des gouttelettes de taille unique (mono-dispersées) et contrôlable pour produire des structures accordables. Nous analysons aussi leurs mécanismes de formation et étudions les paramètres qui influent sur leur taille et leur forme. Dans le présent travail, la génération de gouttelettes est réalisée en utilisant une intersection entre deux microcanaux (jonction en T) où leur taille est directement liée à la géométrie. Dans cette configuration, il existe trois régimes connus de génération de gouttelettes qui sont les régimes de dripping, squeezing et jetting. Nous nous sommes particulièrement intéressés à l’étude du régime dripping car il assure la génération de gouttelettes ayant une taille plus petite que celle obtenue avec les autres régimes. Les expériences et les études théoriques ont montré que le diamètre des gouttelettes diminue quand la largeur des canaux diminue, quand la vitesse de la phase continue augmente et quand la vitesse de la phase dispersée diminue. De plus, nous avons pu mettre en évidence un nouveau régime de génération de gouttelettes pour lequel les gouttelettes générées ont un diamètre constant, indépendamment des vitesses des phases continue et dispersée, et qui ne dépend que de la géométrie des canaux. Nous avons appelé ce nouveau régime le régime “balloon”. Nous avons enfin montré l’intérêt de l’accordabilité des systèmes microfluidiques en optique et en acoustique. Ainsi, nous avons montré que la période du réseau de diffraction optique est facilement modifiable en contrôlant les paramètres de génération de bulles. De même, nous avons pu voir que la réponse acoustique est liée `a la résonance des bulles dans le milieu liquide. Cette réponse est une fonction du diamètre des bulles générées. Enfin, nous proposons l’utilisation du système microfluidique en électronique pour produire des capacités variables, ouvrant la voie à des nouvelles fonctionnalités pour la microfluidique diphasique. more...
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- 2013
17. Modélisation des propriétés des matériaux ferroélectriques displacifs monocristallins
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Ragheb, Mostafa, Institut d'Électronique et des Technologies du numéRique (IETR), Nantes Université (NU)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), UNIVERSITE DE NANTES, Raphaël RENOUD Maître de Conférences/HDR IETR Université de Nantes, Hartmut GUNDEL Professeur d’Université IETR Université de Nantes (invité), Caroline BORDERON Maître de Conférences IETR Université de Nantes (encadrant), Charlier, Sandrine, Université de Nantes (UN)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) more...
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[PHYS]Physics [physics] ,parois de domaine ,domain walls ,Modeling ,propriétés diélectriques et piézoélectriques ,polarisation et déformation spontanées ,spontaneous polarization and strain ,[PHYS] Physics [physics] ,single crystal ferroelectric materials ,accordabilité ,frequency study ,hysteresis loops ,dielectric and piezoelectric properties ,Modélisation ,matériaux ferroélectriques monocristallins ,cycle d’hystérésis ,tunability ,étude en fréquence - Abstract
The ferroelectric displacive materials present an increasing interest in the industrial field, in particular for telecommunications, because of the tunability of the permittivity or of the piezoelectric coefficient. The objective of this PhD thesis is a better understanding of the properties of these materials by carrying out a theoretical study. At the nanometric scale, the effects of temperature, of a mechanical stress or of an applied electric field are examined in particular in terms of the deformation of the unit cell and the change of the dipole moment. It is then possible to obtain the permittivity or the piezoelectric coefficient according to these variables, in the both polar and non-polar phases. To describe the properties of a ferroelectric displacive material at microscopic scale, we must add to the previous description the notion of domain of polarization. When the material is submitted to an external solicitation, the walls separating the different domains move. The study of this motion provides the variation of the polarization, of the deformation, of the permittivity or of the piezoelectric coefficient as a function of applied electric field or mechanical stress (hysteresis and butterfly loops). The role of defects inthe material is taken into account by considering pinning and depinning of the walls by these defects. A distinction is carried out between minor loops, for which the density of domain walls is constant, and the major loops where one must take into account the variation of the density of walls., Les matériaux ferroélectriques displacifs présentent un intérêt croissant dans le domaine industriel, en particulier pour les télécommunications, du fait de l’accordabilité de leur permittivité ou de leur coefficient piézoélectrique. L’objectif de cette thèse vise à mieux comprendre les propriétés de ces matériaux en réalisant une étude théorique.À l’échelle nanométrique, les effets de la température, d’une contrainte mécanique ou d’un champ électrique appliqué sont examinés notamment en ce qui concerne leur impact sur la déformation de la cellule élémentaire et sur la variation du moment dipolaire associé à cette cellule. On peut alors exprimer la permittivité ou le coefficient piézoélectrique en fonction de ces grandeurs aussi bien en phase polaire qu’en phase non polaire.Si l’on souhaite décrire les propriétés des matériaux ferroélectriques displacifs à une échelle microscopique, il faut rajouter à la description précédente la notion de domaine de polarisation. Lorsque le matériau est soumis à une sollicitation externe, les parois qui séparent les différents domaines se déplacent. L’étude de ce mouvement permet d’obtenir la variation de la polarisation, de la déformation, de la permittivité ou ducoefficient piézoélectrique en fonction du champ électrique appliqué ou de la contrainte mécanique exercée (cycles d’hystérésis et cycles papillon). Le rôle des défauts présents dans le matériau est pris en compte en considérant le piégeage et le dépiégeage des parois par ces défauts. Un distinguo est réalisé entre les cycles mineurs, où la densité de parois de domaine est constante, et les cycles majeurs où l’on doit tenir compte de la variation de cette densité de parois. more...
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- 2013
18. Étude de la reconfigurabilité d'une structure à bande interdite électromagnétique (BIE) métallique par plasmas de décharge
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Lo, Juslan, LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Paul Sabatier - Toulouse III, Thierry Callegari, and Jérome Sokoloff(thierry.callegari@laplace.univ-tlse.fr) more...
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effet Stark ,anisotropy control ,Stark broadening ,EBG ,plasmas de grand volume ,physique des plasmas ,Cathode Boundary Layer (CBL) ,reconfigurabilité ,tunablility ,BIE ,BIE à défauts ,plasmas à densité élevée ,Micro-Hollow Cathode Discharge (MHCD) ,high pressure plasma ,EBG defect ,Micro-Hollow Cathode Sustained Discharge (MCSD) ,plasma physics ,[SPI.PLASMA]Engineering Sciences [physics]/Plasmas ,anisotropie ,accordabilité ,metamaterials ,métamatériaux ,high volume plasma ,reconfigurability ,plasmas à pression élevée ,high density plasma - Abstract
Electromagnetic Band Gap (EBG) structures, a.k.a. photonic crystals in optical physics, are periodical structures granted with complex properties non-existent in other classical materials. For example, they may present a negative refraction index, band gaps, or even highly anisotropic behavior. These properties are governed essentially by the geometrical, and by the constitutive parameters ( E and μ) of elementary objects composing the EBGs. For radiofrequency and microwave devices, exploring and controlling these properties may offer new compelling applications. EBGs are however mostly passive, while active and controllable high frequency devices would prove to be the key to next generation telecommunication technologies. Thus, one of the major research interests is to provide them tunability, with a view to extend further their possible uses. The original aspect in this work lies in using plasma discharges as tunable elements, meant to control an EBG based device. In terms of wave propagation, plasmas possess varying physical parameters ( E and diameter) in function of the discharge conditions. For this concept of tunability, the overall procedures consist in defining a wave-splitting device based on EBG, before integrating high volume and density plasmas (investigated for pressure varying from 40 to 760 Torr). Finally, microwave measurements have been conducted to establish the plasmas' role in the wave propagation control. This thesis, which verge on the junction between two major fields : microwaves and plasma physics, allowed us to ascertain on the possibility of using localized plasma discharges with the aim of controlling different EBG's properties. Following this work, others have been initiated, in order to explore various ideas on microwave propagation control by plasmas. Several of them are shown and described briefly at the end of this thesis.; Les matériaux à bande interdite électromagnétique (BIE) plus connus sous le nom de cristaux photoniques en optique, sont des structures périodiques possédant des propriétés intéressantes que l'on ne retrouve pas dans les matériaux conventionnels. Ces propriétés dépendent des paramètres géométriques de la structure, et des paramètres constitutifs de ses éléments ( E et μ). Ainsi, ils peuvent présenter un indice de réfraction négatif, posséder des bandes interdites ou encore être fortement anisotropes. Pour les dispositifs hyperfréquences, l'exploitation de ces propriétés s'avère très pertinente. Or, ces structures sont en général passives, et l'une des considérations actuelles vise à les rendre reconfigurables, afin d'étendre encore leur champ d'applications. L'originalité de ce travail consiste à utiliser les plasmas comme élément contrôlable. En effet, leurs paramètres physiques (E , diamètre etc.) varient en fonction des conditions de décharge. Pour l'étude de ce principe de reconfigurabilité, un dispositif de diviseur de puissance commutable à base d'un BIE a été défini. Différents plasmas de grand volume à des pressions allant de 40 à 760 torrs ont été étudiés puis intégrés dans le dispositif. Des mesures microondes ont alors mis en évidence le contrôle de la propagation de l'onde par le plasma. Cette thèse, à l'intersection de deux disciplines, plasma et microondes, a permis de valider le concept d'utilisation de plasmas localisés pour rendre reconfigurable certaines propriétés des structures BIE. Suite à cette validation, d'autres travaux sont d'ores et déjà entamés, afin d'améliorer les performances et d'explorer d'autres idées liant notamment métamatériaux et plasmas. more...
- Published
- 2012
19. On the tunability by plasma discharges of a metallic electromagnetic band gap (EBG) based device
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Lo, Juslan, LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Paul Sabatier - Toulouse III, Thierry Callegari, and Jérome Sokoloff(thierry.callegari@laplace.univ-tlse.fr) more...
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effet Stark ,anisotropy control ,Stark broadening ,EBG ,plasmas de grand volume ,physique des plasmas ,Cathode Boundary Layer (CBL) ,reconfigurabilité ,tunablility ,BIE ,BIE à défauts ,plasmas à densité élevée ,Micro-Hollow Cathode Discharge (MHCD) ,high pressure plasma ,EBG defect ,Micro-Hollow Cathode Sustained Discharge (MCSD) ,plasma physics ,[SPI.PLASMA]Engineering Sciences [physics]/Plasmas ,anisotropie ,accordabilité ,metamaterials ,métamatériaux ,high volume plasma ,reconfigurability ,plasmas à pression élevée ,high density plasma - Abstract
Electromagnetic Band Gap (EBG) structures, a.k.a. photonic crystals in optical physics, are periodical structures granted with complex properties non-existent in other classical materials. For example, they may present a negative refraction index, band gaps, or even highly anisotropic behavior. These properties are governed essentially by the geometrical, and by the constitutive parameters ( E and μ) of elementary objects composing the EBGs. For radiofrequency and microwave devices, exploring and controlling these properties may offer new compelling applications. EBGs are however mostly passive, while active and controllable high frequency devices would prove to be the key to next generation telecommunication technologies. Thus, one of the major research interests is to provide them tunability, with a view to extend further their possible uses. The original aspect in this work lies in using plasma discharges as tunable elements, meant to control an EBG based device. In terms of wave propagation, plasmas possess varying physical parameters ( E and diameter) in function of the discharge conditions. For this concept of tunability, the overall procedures consist in defining a wave-splitting device based on EBG, before integrating high volume and density plasmas (investigated for pressure varying from 40 to 760 Torr). Finally, microwave measurements have been conducted to establish the plasmas' role in the wave propagation control. This thesis, which verge on the junction between two major fields : microwaves and plasma physics, allowed us to ascertain on the possibility of using localized plasma discharges with the aim of controlling different EBG's properties. Following this work, others have been initiated, in order to explore various ideas on microwave propagation control by plasmas. Several of them are shown and described briefly at the end of this thesis.; Les matériaux à bande interdite électromagnétique (BIE) plus connus sous le nom de cristaux photoniques en optique, sont des structures périodiques possédant des propriétés intéressantes que l'on ne retrouve pas dans les matériaux conventionnels. Ces propriétés dépendent des paramètres géométriques de la structure, et des paramètres constitutifs de ses éléments ( E et μ). Ainsi, ils peuvent présenter un indice de réfraction négatif, posséder des bandes interdites ou encore être fortement anisotropes. Pour les dispositifs hyperfréquences, l'exploitation de ces propriétés s'avère très pertinente. Or, ces structures sont en général passives, et l'une des considérations actuelles vise à les rendre reconfigurables, afin d'étendre encore leur champ d'applications. L'originalité de ce travail consiste à utiliser les plasmas comme élément contrôlable. En effet, leurs paramètres physiques (E , diamètre etc.) varient en fonction des conditions de décharge. Pour l'étude de ce principe de reconfigurabilité, un dispositif de diviseur de puissance commutable à base d'un BIE a été défini. Différents plasmas de grand volume à des pressions allant de 40 à 760 torrs ont été étudiés puis intégrés dans le dispositif. Des mesures microondes ont alors mis en évidence le contrôle de la propagation de l'onde par le plasma. Cette thèse, à l'intersection de deux disciplines, plasma et microondes, a permis de valider le concept d'utilisation de plasmas localisés pour rendre reconfigurable certaines propriétés des structures BIE. Suite à cette validation, d'autres travaux sont d'ores et déjà entamés, afin d'améliorer les performances et d'explorer d'autres idées liant notamment métamatériaux et plasmas. more...
- Published
- 2012
20. Study of Active Filters Topologies for Telecommunications Applications
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Andriesei, Cristian, Faculty of Electronics, Telecommunications and Information Technology Iasi (ETTI), 'Gheorghe Asachi' Technical University of Iasi (TUIASI), Equipes Traitement de l'Information et Systèmes (ETIS - UMR 8051), Ecole Nationale Supérieure de l'Electronique et de ses Applications (ENSEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), Université de Cergy Pontoise, and Farid Temcamani(temcamani@ensea.fr) more...
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software defined radio ,Inductance active ,standards wireless ,CMOS ,active inductor ,résonateur ,reconfigurabilité ,transistor only simulated inductor ,wireless standarts ,front-end ,accordabilité ,radio logicielle ,tunability ,resonator ,inductance simulée à transistor seul ,[SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics ,reconfigurability ,récepteur - Abstract
The scope of this thesis is to propose solutions to improve the performances of the CMOS transistor only simulated inductors (TOSI) aiming RF filtering applications. We are interested in TOSI architectures because they prove better performances than the classical gm–C filters, being superior with respect to the number of transistors, power consumption, frequency capability and chip area. Furthermore, TOSI architectures have many potential applications in RF design. In the general context of the multi–standard trend followed by wireless transceivers, TOSI based RF filters may offer the possibility of implementing reconfigurable devices. However, satisfying the telecommunications requirements is not an easy task therefore high order TOSI based filters should be implemented. Consequently, using good second order TOSI cells is a matter of the utmost importance and we propose a novel quality factor tuning principle which offers an almost independent tuning of self resonant frequency and quality factor for simulated inductors. An improved TOSI architecture with increased frequency capability is also reported. more...
- Published
- 2010
21. Optical vertical microcavities based on photonic crystal slabs
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Boutami, Salim, Boutami, Salim, INL - Nanophotonique ( INL - Photonique ), Institut des Nanotechnologies de Lyon ( INL ), École Centrale de Lyon ( ECL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-École supérieure de Chimie Physique Electronique de Lyon ( CPE ) -Institut National des Sciences Appliquées de Lyon ( INSA Lyon ), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -École Centrale de Lyon ( ECL ), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Ecole Centrale de Lyon, Pierre Viktorovitch(pierre.viktorovitch@ec-lyon.fr), INL - Nanophotonique (INL - Photonique), Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École supérieure de Chimie Physique Electronique de Lyon (CPE)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) more...
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[PHYS]Physics [physics] ,Cristaux photoniques ,[ PHYS ] Physics [physics] ,Filtre ,Filter ,slabs ,mirrors ,polarisation ,microcavitites ,negative group velocity ,Fabry-Pérot ,vitesse de groupe négative ,VCSEL ,Bloch modes ,[PHYS] Physics [physics] ,MOEMS ,Miroirs ,accordabilité ,membranes ,cavités ,tunable ,Modes de Bloch ,Photonic crystal - Abstract
This thesis focuses on the use of slow Bloch modes with radiated losses in 1D and 2D photonic crystal InP, in order to achieve free space reflectors. The primary interest of such reflectors lies in their vertical compactness(one single epitaxial layer), compared with traditional Bragg mirrors, but also in the control on polarization they enable. The rules of design of these reflectors and their fabrication and characterization processes are presented. The experimental results are in good agreement with theory. These photonic crystal slab mirrors were then incorporated into vertical Fabry-Perot cavities, where they replace the top Bragg mirror. A passive (electrically tunable MOEMS filter, compact and polarized) and an active devices (quantum wells VCSEL, emitting at 1.55μm, compact and polarized) have been made. Finally, ultimate Fabry-Perot cavities exclusively based on these single-layer Photonic crystal reflectors are studied. The concept is validated using two different samples placed in regards with piezoelectric actuators . Then, a monolithic demonstrator is fabricated and characterized, showing the best known records in selectivity and vertical compactness. In addition, a theoretical study demonstrates the ability of photonic crystal slab mirrors to highly influence the lateral velocity of light in Fabry-Perot cavities, paving the way for very new interesting applications., Ce travail de thèse est axé sur l'utilisation de modes de Bloch lents à pertes rayonnées verticales, dans des cristaux photoniques membranaires 1D (réseau de fentes) et 2D (réseaux de trous) en InP, pour la réalisation de réflecteurs en espace libre. L'intérêt premier de tels réflecteurs réside dans leur compacité verticale (une seule couche épitaxiée), comparés aux miroirs de Bragg traditionnels, mais également dans le contrôle de la polarisation qu'ils autorisent. Les règles de conception de ces réflecteurs, ainsi que leurs procédés de fabrication et de caractérisation sont présentés. Les résultats expérimentaux obtenus sont en bon accord avec la théorie.Ces réflecteurs membranaires à cristaux photoniques ont ensuite été intégrés dans des cavités Fabry-Pérot verticales, où ils remplacent le miroir de Bragg supérieur. Un dispositif passif (filtre MOEMS accordable électriquement, compact et polarisé) et un dispositif actif (VCSEL à puits quantiques, émettant à 1.55µm, compact et polarisé) ont été réalisés.Enfin, des cavités Fabry-Pérot ultimes, uniquement à base de ces réflecteurs à CP, sont étudiées. Le concept est validé en utilisant deux échantillons différents placés en vis-à-vis à l'aide d'un montage piézo-électrique. Ensuite, un démonstrateur passif monolithique, montrant une sélectivité et une compacité verticale sans précédents.En outre, une étude théorique démontre la capacité des miroirs à CP à influer très fortement sur la vitesse d'expansion latérale de la lumière dans les cavités Fabry-Pérot, ce qui ouvre la voie à de toutes nouvelles applications. more...
- Published
- 2007
22. Étude expérimentale des propriétés optiques des cristaux photoniques bidimensionnels et de leur accordabillité
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Wild, Barbara and Houdré, Romuald
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optical characterization ,accordabilité ,liquid crystals ,photonic crystals ,tuning and trimming ,photonic crystal waveguides ,guide d'onde ,Physics::Optics ,caractérisation optique ,cristaux photoniques ,cristaux liquides - Abstract
Photonic crystals are periodic dielectric structures, where the periodicity varies in one, two or three dimensions. Analogous to the periodic potential of electrons in semiconductors, the periodic variation of the dielectric constant influences the electromagnetic properties. The energy of the light is separated in bandgaps, energy ranges in which the propagation of the light is forbidden for certain directions and energies. These properties suggest that photonic crystals may be suitable for fabrication of the components needed for integrated optics. Since the fabrication of three dimensional photonic crystals is still limited by complex fabrication problems we have studied two dimensional photonic crystals. These photonic crystals can be fabricated by standard microelectronic technology. The photonic crystals studied in this thesis consist of GaAs and InP based low index vertical waveguides with a matrix of holes etched into it. The fabrication of photonic crystals with good optical properties is an important factor for photonic crystal devices in integrated optics. In the first part we studied the optical properties of photonic crystal slabs and of Fabry-Pérot cavities. These structures were measured by the internal light source technique, which allows quantitative normalized transmission measurements. The photonic crystals were etched by three different dry etching technologies. Out-of plane scattering is described by a 2D-FDTD fit of the transmission spectra and by a semi-analytical model. The finite hole depth and the conical shape of the holes are important structural parameters. The detailed study of their effects yields an important feedback for the critical parameters of the fabrication process. Photonic crystal waveguides are another group of components in integrated optics. We measured two types of straight photonic crystal waveguides by the endfire technique. Here the light is coupled by optical fibers and ridge waveguides in the photonic crystal waveguides. The transmission spectra reveal fringes which are due to multiple interference of the light in the sample. This interference contains information about propagation losses of the waveguides and an analysis based on the Fourier transform of the transmission spectra enabled us to deduce the propagation losses of the photonic crystal waveguides. The necessity of tuning or trimming the optical properties of photonic crystals is an important issue either compensating fabrication imperfections (trimming) or controlling the optical properties on demand (tuning) for devices like filters. We have shown that it is possible to tune the optical properties of planar photonic crystal cavities by temperature. The experimental results were validated by theoretical calculations. Also we have shown that is possible to tune the optical properties of photonic crystals by infiltrating liquid crystals in the holes. Liquid crystals are a birefringent material whose optical axis can be tuned by external fields (electric, temperature, photonic source, etc.). Phase transitions exhibiting abrupt changes in the refractive index are important characteristics of liquid crystals. The holes of the photonic crystal are infiltrated by a reversible and reliable infiltration process. The infiltration efficiency and the orientation of the molecules in the holes were determined by polarization resolved internal light source measurements. We have shown that the frequency of the Fabry-Pérot resonance changes at the phase transitions of the liquid crystal. more...
- Published
- 2006
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23. Etude de l'accordabilité des matériaux ferroélectriques
- Author
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Borderon, Caroline, Averty, D, Gundel, H, and Borderon, Caroline
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polarisation linéaire ,polarisation non-linéaire ,accordabilité ,filtre passe-bande accordable ,ferroélectrique ,PZT ,[PHYS.COND] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat] - Abstract
Dans le cadre de nos travaux, des couches minces de PbZr0,57Ti0,43O3 ont été réalisés par un procédé sol-gel modifié basé sur des précurseurs alkoxydes. L’accordabilité et les pertes (tan d) à des fréquences allant jusqu’à 100 kHz sous une tension V(t) = Va sin (wt) + Vbias ont été étudiées en fonction de la valeur de la tension alternative, de la tension de bias et de la fréquence. La comparaison du cycle d’hystérésis en polarisation avec celui en capacité permet de décomposer la partie linéaire et non linéaire du cycle d’hystérésis en s’appuyant sur le modèle de Rayleigh. Finalement, le film dans une géométrie condensateur plan est intégré dans un circuit RLC constituant ainsi un filtre passe bande accordable en fréquence. more...
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- 2005
24. Radômes actifs utilisant des matériaux et structures à propriétés électromagnétiques contrôlées
- Author
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LUNET, Guillaume, Vigneras, Valérie, Masclet, Philippe, Parneix, Jean-Paul, Monédière, Thierry, and Sauviac, Bruno
- Subjects
Matériaux ferroélectriques ,Métamatériau ,Films minces ,Permittivité ,PVDF-TrFE-CFE ,Surfaces sélectives en fréquences ,Accordabilité ,Radôme actif ,BST
25. Cristaux phononiques magnéto-élastiques
- Author
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Olivier Bou Matar, Robillard, J. F., Vasseur, Jerome O., Anne-Christine Hladky, Abdelkrim Talbi, Nicolas Tiercelin, Deymier, P., Bahram Djafari-Rouhani, Philippe Pernod, Vladimir Preobrazhensky, Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), Acoustique Impulsionnelle & Magnéto-Acoustique Non linéaire - Fluides, Interfaces Liquides & Micro-Systèmes - IEMN (AIMAN-FILMS - IEMN), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), Department of Material Science & Engineering, Société Française d'Acoustique - SFA, Acoustique Impulsionnelle & Magnéto-Acoustique Non linéaire - Fluides, Interfaces Liquides & Micro-Systèmes - IEMN (AIMAN-FILMS-IEMN), Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - Département Opto-Acousto-Électronique - UMR 8520 (IEMN-DOAE), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-INSA Institut National des Sciences Appliquées Hauts-de-France (INSA Hauts-De-France)-Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN), and Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-INSA Institut National des Sciences Appliquées Hauts-de-France (INSA Hauts-De-France) more...
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[SPI.ACOU]Engineering Sciences [physics]/Acoustics [physics.class-ph] ,[SPI]Engineering Sciences [physics] ,Magnéto-élastique ,Phononique ,Accordabilité ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,[PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph] - Abstract
National audience; Nous étudions les potentialités de contrôle et de modification des propriétés des cristaux phononiques, par l'application d'un champ magnétique externe, offertes par l'introduction dans celui-ci de matériaux magnéto-élastiques. Les propriétés de ces matériaux magnéto-élastiques sont en effet très sensibles à leur état magnétique et aux champs magnétiques externes. Dans cette étude, trois phénomènes physiques permettant d'obtenir une large variation des propriétés élastiques dans un matériaux magnétiques sont envisagés : la magnétostriction géante (comme par exemple dans le Terfenol-D), la résonance ferromagnétique et la transition de réorientation de spin. Les structures de bandes et les surfaces équi-fréquences sont calculées soit par une méthode de décomposition en ondes planes, soit par éléments finis. Dans les deux cas le couplage entre le comportement élastique et le champ magnétique externe est pris en compte à l'aide d'un modèle de matériaux piézo-magnétiques équivalent, dont les tenseurs d'élasticité, de piézo-magnétisme et de perméabilité magnétique varient en fonction de l'intensité et de l'orientation du champ magnétique externe. Des résultats d'accordabilité sans contact de cristaux phononiques sont présentés pour deux configurations : Des cristaux composés de barreaux de Terfenol-D dans une matrice d'époxy et des cristaux fabriqués dans des films minces nanostructurés à magnétostriction géante déposés sur un substrat. L'influence des différentes caractéristiques du cristal phononique (comme le type de réseau, la forme des inclusions, et le taux de remplissage), et de l'amplitude et de l'orientation du champ magnétique externes a été explorée. Il est démontré que pour certaines configurations le cristal phononique magnéto-élastique se comporte comme un interrupteur pour la transmission des ondes élastiques lorsque l'amplitude du champ magnétique externe dépasse un seuil. more...
26. Modelling and co-design of tunable devices on a semiconductor substrate : study of a new co-design approach
- Author
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Rozenn ALLANIC, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université de Bretagne occidentale - Brest, and Cédric Quendo more...
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Semi-conducteurs ,Modeling ,Tunability ,Filters ,Accordabilité ,[SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics ,Silicon Technology ,Semiconductors ,Modélisation ,Antennes ,Filtres ,Antennas ,Switchs RF ,RF Switches ,Technologie Silicium - Abstract
Given the proliferation of standards in telecommunication systems, tunability is becoming a priorityboth in terms of integration and cost. A single tunable circuit needs to be able to work according toseveral different standards. Nowadays, a tunable function (filter or antenna) in planar technology isa passive distributed device to which some active tuning elements are soldered. At least onecharacteristic of the device can therefore be varied (the central frequency and/or the bandwidth inthe case of a filter; or the resonant frequency, radiating pattern or polarization mode in the case ofan antenna). Because passive devices are distributed in order to propagate the electromagneticwave, they are often designed on a dielectric substrate to minimize losses. However, the additionof tuning elements causes some additional losses and disturbances (some parasitic effects canarise due to the packaging or the interconnection and discontinuities between active and passiveparts). Finally, these tunable functions reduce the flexibility of the design (due to the size andlocalization of the active tuning elements) and manufacturing (due to drilling and via metallization).In this context, we propose to co-design tunable microwave functions on a semiconductorsubstrate on which it is possible to build both the tunable element and the passive distributedcomponent. This co-design between the passive and active parts removes the constraints relatedto the tuning elements and drilling of via holes. The concept offers a greater flexibility with regard tothe size of doped areas, allowing them to be either localized or distributed. However, this approachrequires the substrate to be compatible with the propagation of the electromagnetic field and withthe design of the tunable element. The work of this thesis makes it possible to overcome suchobstacles by proposing some tradeoffs allowing the design and the manufacture of tunablemicrowave components in silicon technology, which have been validated by demonstrator circuits.During this work, a microstrip transmission line and a switch were co-designed. Goodperformances were obtained both in simulations and measurements. Moreover, a co-simulationapproach is proposed to take into account the semiconductor effects in electromagneticsimulations.Once validated, this concept was applied to other relatively simple tunable devices to show thepotential of this approach (in terms of performances and design flexibility). Applications includedtunable filters, reconfigurable waveguides (such as SIW: Substrate Integrated Waveguides) andfrequency-tunable antennas. This study showed promising results for the design of new tunablefilter topologies (SIW filters, coupled-line filters), tunable antennas (in resonant frequency orradiation pattern) and phase shifters. Finally, the approach shows potential for continuous tunablefunctions based on varactor diodes (with capacitance variation).; Compte tenu de la multiplication des standards dans le domaine des télécommunications,l’accordabilité au sein des systèmes est devenue une priorité en termes d’intégration et de coût.Un seul circuit accordable doit ainsi permettre d’adresser plusieurs normes. Dans la gamme deshyperfréquences, en technologie planaire, la fonction accordable (filtre ou antenne) estactuellement un dispositif passif distribué sur lequel sont reportés un ou plusieurs élémentsd’accords. Il est ainsi possible de faire varier au moins une des caractéristiques du dispositif(fréquence centrale et/ou bande passante pour les filtres et fréquence de résonance, diagrammede rayonnement ou mode de polarisation pour les antennes). Le circuit passif étant distribué, pourassurer la propagation de l’onde, un matériau diélectrique faible pertes est généralement utilisé.Cependant, l’ajout d’éléments d’accord engendre des pertes et des perturbations liées au report ducomposant (éléments parasites au niveau de l’interconnexion et des discontinuités composantd’accord-dispositif passif, et de la mise en boitier du composant reporté). Enfin, cette manière deréaliser des fonctions accordables rend peu flexible la conception (dimensions et localisation ducomposant d’accord) et la fabrication (perçage et métallisation pour les vias).Dans ce contexte, nous proposons de co-concevoir des fonctions hyperfréquences accordablessur un substrat semi-conducteur sur lequel il est à la fois possible de réaliser le composantd’accord et le dispositif passif distribué. Cette co-conception du circuit passif et de son élémentd’accord permet d’éliminer toutes les contraintes liées au report de composant, au perçage de viamétallique et apporte une grande flexibilité au niveau du dimensionnement de la zone dopée. Eneffet, elles peuvent être soit localisées soit distribuées. Toutefois, ce concept nécessite que lesupport semi-conducteur soit à la fois compatible à la propagation de l’onde et à la réalisation del’élément d’accord. Ces travaux de thèse ont permis de lever ce verrou en proposant descompromis permettant la réalisation de composants accordables validés par des démonstrateurssur technologie silicium.Au cours de ces travaux, une ligne de transmission micro-ruban et un composant d’accord de typeswitch ont été co-conçus. De très bonnes performances, validées par la mesure, ont été obtenues.De plus, une démarche de co-simulation a été proposée pour prendre en compte les effets semiconducteursdans la simulation électromagnétique.Le concept ayant été validé, il a été ensuite appliqué à des dispositifs accordables relativementsimples afin de montrer le potentiel de cette démarche (en termes de performances et de flexibilitéde conception), tels que des filtres accordables, des guides d’ondes de type SIW (SubstrateIntegrated Waveguide) reconfigurables ou encore des antennes accordables en fréquence. Cestravaux font également apparaître de nombreuses perspectives pour la réalisation de nouvellestopologies de filtres accordables (filtres SIW, interdigités…), d’antennes accordables (enfréquence, en diagramme de rayonnement…) ou de déphaseurs. Enfin, un potentiel a été identifiépour de nouvelles topologies de fonctions accordables en continu à base de jonction de typediodes varactors (composants à capacités variables). more...
27. Caractérisation et applications hyperfréquences de matériaux ferroélectriques en couches minces
- Author
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KASSEM, Hussein, Vigneras, Valérie, Le Paven-Thivet, Claire, Mounaix, Patrick, Parneix, Jean-Paul, Madrangeas, Valérie, and Quéffélec, Patrick
- Subjects
Matériaux ferroélectriques ,Films minces ,LTON ,Caractérisation diélectrique ,Permittivité ,Ligne coplanaire ,Accordabilité ,BST
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