Composites ferroélectriques/diélectriques commandables pour résonateurs accordables & déphaseurs RF/HF de puissance

Discipline

Électronique des Hautes Fréquences et Optoélectronique

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

radiofréquences, filtres et filtrage, matériaux céramiques, matériaux ferroélectriques, diélectriques, résonance et résonateurs

Mots-clés

Matériaux céramiques - Thèses et écrits académiques,

Déphaseurs - Thèses et écrits académiques,

Filtres - Thèses et écrits académiques,

Ferroélectricité - Thèses et écrits académiques,

Titanate de baryum - Thèses et écrits académiques,

Composites - Thèses et écrits académiques

Cette thèse présente une étude de matériau céramique pour une intégration dans des dispositifs électroniques tels des filtres accordables ou des déphaseurs de puissance. L'analyse de la littérature montre que les composites ferroélectriques / diélectriques répondent aux exigences demandées pour la réalisation de ces dispositifs. La difficulté principale de ce sujet étant de concilier les 3 paramètres principaux du matériau : -une permittivité modérée (comprise entre 30 et 1000), des pertes diélectriques : tg δ faibles aux fréquences d'intérêts (inférieures à 0,01), une agilité la plus élevée possible. Les premiers composites Ba₀.₆Sr₀.₄Ti₀.₉₉Mn₀.₀₁₀₃ - MgO et Ba₀.₇Sr₀.₃Ti₀.₉₉Mn₀.₀₁₀₃ - MgO réalisés ont montré qu'il existait une diffusion inhomogène entre ces 2 phases, affectant les propriétés diélectriques (agilité, pertes diélectriques). De plus, le cofrittage de ces deux phases n'est pas optimal vu les différences importantes entre leurs températures de frittage. En saturant le BST en magnésium et abaissant la température de frittage de la magnésie (par ajout de TiO₂), de nouveaux composites ont été développés. Ces travaux ont conduit à des matériaux composites Ba₀.₆₉₃Sro₀.₂₉₇ Mg₀.₀₁Ti ₀.₉₉Mn₀.₀₁₀₃ - MgO +1%TiO₂ ayant de bons compromis agilité - pertes diélectriques à températures ambiantes (agilité de 32% sous un champ électrique de 3kV/mm et tg δ = 0.02 à 4 GHz pour ε' = 230 à 4GHz).