synthesis and characterisation of new tunable ferroelectic materials for hyperfrequency applications
Synthèse et caractérisation de nouveaux matériaux ferroélectriques accordables pour applications hyperfréquences
Résumé
Non-linear ferroelectric materials exhibiting low dielectric losses present an adjustable permittivity under electric field that can be turned to account in hyperfrequency agile components for microelectronic and telecom applications (tunable capacitors and resonators, phase shifters, ...). The required performances – low dielectric losses, moderate permittivity, maximum tunability, thermal stability up to hyperfrequencies – impose to improve the basic material Ba0.6Sr0.4TiO3 (BST). The ceramics prepared from BST and low loss nonferroelectric phase, like MgO, MgTiO3, but also new composites made of SnO2 and BaSnO3 are characterized by physico-chemical and electrical analysis. In order to decrease significantly the dielectric losses, new design - controlled composites (especially core/shell BST@SiO2) are developed through innovative soft chemistry processes. The feasibility study and their original dielectric properties lead the way to numerous possibilities of controlled phase arrangement in ferroelectric composites materials.
Les matériaux ferroélectriques non-linéaires à faibles pertes diélectriques présentent une permittivité ajustable sous champ électrique qui les destine à des applications de composants agiles hyperfréquences pour la microélectronique et les télécommunications (condensateurs et résonateurs accordables, déphaseurs, ...). Les performances requises - pertes diélectriques faibles, permittivité modérée, accordabilité maximale, stabilité thermique jusqu'aux hyperfréquences - imposent d'améliorer le matériau de base Ba0.6Sr0.4TiO3 (BST). Les céramiques élaborées à partir de BST et d'une phase à faibles pertes non-ferroélectrique telle MgO, MgTiO3, mais aussi les compositions inédites avec SnO2 et BaSnO3, sont caractérisées par des analyses physico-chimiques et électriques. Afin de réduire de manière significative les pertes diélectriques, de nouveaux composites à architecture contrôlée (coeur/écorce notamment BST@SiO2) sont développés par des procédés innovants de synthèse en chimie douce. Les essais de faisabilité et leurs propriétés électriques inédites ouvrent la voie à de nombreuses possibilités de maîtrise de l'agencement des phases dans les matériaux composites ferroélectriques.