Etude des commutateurs hyperfréquences à base de matériaux à changement de phase (PCM)

Discipline

Electronique, microelectronique, optique et lasers, optoelectronique microondes robotique

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Tellure de Germanium (GeTe), Matériau à changement de phase (PCM), Commutateurs RF, Cristallin, Amorphe, Chauffage indirect, Bistable, Matrice de commutation

Mots-clés

Optoélectronique hyperfréquence,

Circuits de commutation,

Transitions de phases - Matériaux,

Systèmes microélectromécaniques,

Satellites artificiels

L’objet de ce travail consiste à développer une matrice de commutation pour le contrôle des signaux radiofréquences de la chaîne d’émission-réception dans la charge utile des satellites. Ce sont les relais électromécaniques qui sont utilisés actuellement à cet effet (pertes et l’isolation) supérieures à celles proposées par les composants semi-conducteurs. De plus, ils sont bistables ce qui est très importante pour les équipementiers de l’industrie spatiale, car elle limite les risques de défaillance de l’équipement. Les PCM connues à l’origine dans les applications mémoire (non-volatil) permettent non seulement d’apporter cette bistabilité, mais aussi de résoudre le problème d’encombrement connu par les relais électromagnétiques. À ce jour, il existe peu de développements sur les commutateurs PCM en Europe, alors que plusieurs sociétés américaines du domaine de la défense sont bien positionnées sur le sujet.Ainsi, les objectifs de cette thèse s’orientaient vers trois thématiques. En commençant par la présentation d’un état de l’art général sur les commutateurs RF et en particulier PCM. Suivie de la compréhension des phénomènes de base du changement de phase du matériau GeTe sous l’action d’un chauffage externe (étude thermique), grâce aux différentes couches composant le commutateur PCM. Suivie de la présentation de la conception (Simulation Élément Finis) et l’optimisation des différents commutateurs SPST et une matrice SPDT en montrant les étapes de fabrication et de mesure.