Caractéristiques électriques non-linéaires de la transition isolant-métal du dioxyde de vanadium (VO₂) : Application à la conception de métamatériaux accordables dans le domaine térahertz

Discipline

Électronique des Hautes Fréquences et Optoélectronique

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

optique non-linéaire, électromagnétisme, métamatériaux, métallurgie, térahertz, vanadium

Mots-clés

Vanadium - Thèses et écrits académiques,

Transitions métal-isolant - Thèses et écrits académiques,

Métamatériaux - Thèses et écrits académiques,

Spectroscopie terahertz - Thèses et écrits académiques,

Optique - Thèses et écrits académiques

Les travaux de recherche présentés dans ce manuscrit visent l'étude des caractéristiques électriques non-linéaires de la transition isolant-métal (MIT) du dioxyde de vanadium (VO₂) et leurs applications à la réalisation de métamatériaux térahertz (THz) accordables. Cette transition MIT peut être initiée dans le matériau VO2 de différentes manières (thermiques, électriques et optiques) et entraîne différentes variations de propriétés du matériau (conductivité, constantes optiques et diélectriques). Dans un premier temps, nous étudions les non-linéarités électriques présentes dans les caractéristiques courant-tension (I-V) de dispositifs à base de VO₂ lors de la transition MIT déclenchée électriquement. Cette étude met en évidence une transition MIT percolative avec un mécanisme d'origine thermique. Dans un deuxième temps, nous étudions l'application du changement des propriétés du matériau VO₂ à la réalisation de métamatériaux THz accordables à base de VO₂. L'intégration hybride du VO₂ dans ces structures artificielles permet de leur conférer des réponses THz accordables, déclenchées thermiquement et électriquement. Nos travaux constituent une ouverture vers la réalisation de systèmes d'imagerie THz et de dispositifs accordables dans le domaine de l'infrarouge et de l'optique visible à base de métamatériaux accordables.