Couches minces magnétiques pour applications hyperfréquences : étude des Samarium-Cobalt et des Néodyme-Fer-Bore par pulvérisation radiofréquence magnétron

Discipline

Électronique des Hautes Fréquences et Optoélectronique

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

magnétisme, simulations, polarisation, matériaux magnétiques, couches minces, antennes (électronique), dépôt sous vide

Mots-clés

Dépôt par laser pulsé - Thèses et écrits académiques,

Dispositifs à microondes - Thèses et écrits académiques,

Ferrites (matériaux magnétiques) - Thèses et écrits académiques,

Magnétisme - Thèses et écrits académiques

Les dispositifs micro-ondes non réciproques à ferrite, comme les circulateurs, sont actuellement très utilisés dans les télécommunications sous forme massive. Ils nécessitent, pour fonctionner, d'être polarisés par un champ magnétique, qui peut être créé par un aimant permanent. L'enjeu actuel est d'intégrer ces circulateurs, sous forme de multicouche, sur un même substrat (technologies MMIC). Une autre application possible de ces dispositifs intégrés à ferrite sont les antennes à polarisation circulaire. Une simulation de leur comportement à 40 GHz est notamment présentée dans ce mémoire. La suite de ce travail traite de la réalisation par pulvérisation radiofréquence magnétron et de la caractérisation de couches magnétiques de Samarium-Cobalt et de Néodyme-Fer-Bore ; elles sont susceptibles de polariser magnétiquement une couche de ferrite doux. Pour ce faire, l'axe de facile aimantation des mailles doit être perpendiculaire au plan de la couche. Afin de favoriser cette orientation, un dispositif de dépôt sous induction magnétique a été conçu après simulation. Des possibilités d'épitaxie des dépôts sur les substrats ont également été envisagées afin de favoriser la croissance axe c. L'influence, sur la structure des couches, leurs propriétés magnétiques et leur composition, de nombreux paramètres expérimentaux a été étudiée. La phase magnétique Nd2Fe14B a ainsi pu être mise en évidence sous forme polycristalline. Des champ coercitifs de l'ordre de 0,6 Tesla ont pu être obtenus. L'intégration des circulateurs nécessitera, ensuite, d'orienter convenablement ces couches magnétiques dures.