Elaboration par stéréolithographie de métamatériaux tout diélectrique pour le domaine du térahertz

Discipline

Matériaux Céramiques et Traitements de Surface

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Chimie douce, Térahertz

Mots-clés

Stéréolithographie,

Métamatériaux,

Permittivité,

Spectroscopie terahertz,

Dispositifs diélectriques

L’ANR Terametadiel a pour but de concevoir, fabriquer et caractériser un dispositif à base de métamatériaux tout diélectriques fonctionnant à 10GHz et un autre, fonctionnant à 0,35THz. Le but est de démontrer l'existence d’un indice de réfraction négatif avec de tels dispositifs, en se servant de technologies céramiques de pointe pour un contrôle dimensionnel rigoureux. Les travaux de thèse ont été structurés autour des matériaux diélectriques et du procédé de fabrication additive céramique utilisé : la stéréolithographie.La stéréolithographie utilise la polymérisation UV initiée par un laser UV pour élaborer couche par couche une pièce céramique en 3D. Les taux de conversion des monomères sont évalués grâce à différentes techniques de spectroscopie qui ont été mises en places au laboratoire, et qui sont comparées (FTIR et Raman). Une deuxième partie est consacrée à la synthèse et aux caractérisations structurales, microstructurales et électriques des matériaux diélectriques d’intérêt pour la conception de métamatériaux : le SrTiO3 et le BaxSr(1-x)TiO3 (BST). Les propriétés électriques obtenues en fonction de différentes méthodes de mises en forme des échantillons sont discutées à moyenne fréquence (1kHz) et au THz pour le SrTiO3. Pour pouvoir utiliser les poudres diélectriques synthétisées avec le procédé de stéréolihtographie, nous avons dû les adapter. Plusieurs procédés d’enrobage ont été envisagés et leurs résultats sont présentés, sans réussir à apporter de modification significative de l’absorption. D'autres procédés et matériaux sont envisagés pour la suite des travaux.