SCD-Universite de Rennes 1 Développement de matériaux diélectriques ou ferroélectriques sans plomb pour des antennes compactes hyperfréquences Development of lead-free dielectric or ferroelectric materials for compact microwave antennas céramiquefilm mincepropriétés structuralesdiélectriqueferroélectriqueaccordabilité ceramicthin filmstructural propertiesdielectricferroelectrictunability Couches diélectriques Céramique Antennes hyperfréquences Cette thèse aborde, tout d'abord, la synthèse et la fabrication de céramiques oxydes SrTa2O6 pour une utilisation potentielle dans des antennes à résonateur diélectrique miniatures (DRA) conçues pour des applications 5G en bande moyenne. Deux polymorphes SrTa2O6 ont été synthétisés : la phase β orthorhombique et la phase β' bronze de tungstène quadratique. À ~ 5 GHz, les céramiques β-SrTa2O6 ont montré une permittivité plus faible et des pertes diélectriques plus élevées (eeff ≈ 22, tand ≈ 1x10-2) comparé à β'- SrTa2O6 (eeff ≈ 79, tand ≈ 5x10-3). Le coefficient de température de la fréquence de résonance ‘tf’ se situe aux environs de +260 ppm/°C pour β et jusqu’à +319 ppm/°C pour β'. Un prototype de DRA utilisant β'-SrTa2O6 a démontré une excellente concordance avec les simulations, confirmant les propriétés diélectriques du matériau. La seconde étude porte sur le dépôt de films minces à partir d'une cible stoechiométrique (Sr2Ta2O7)0.98(La2Ti2 O7)0.02 (STLTO). La pulvérisation RF a produit des films déficients en Sr, identifiés comme SrTa2O6, présentant une accordabilité qui augmente avec la puissance RF et la température du substrat. Les films sur substrat Nb:SrTiO3 ont une permittivité d'environ 100, des pertes autour de 0,005 et une accordabilité allant jusqu'à 12 % à ~ 400 kV/cm, 100 kHz et température ambiante. Aucune accordabilité n'a été observée à des fréquences plus élevées (1 - 40 GHz). Une deuxième cible STLTO enrichie en strontium,(Sr1.4Ta0.6O2.9)0.9835(La2Ti2O7)0.0165, n'a pas permis d’atteindre des films monophasés. Les échantillons présentent des rapports Sr/Ta variables (0,9-1,2), une permittivité et des pertes incohérentes, et aucune accordabilité. This thesis first investigates the synthesis and fabrication of SrTa2O6 oxide ceramics for potential use in miniature dielectric resonator antennas (DRAs) designed for mid-band 5G applications. Two polymorphs were synthesized: orthorhombic β-phase and tetragonal tungsten bronze β’-phase. At ~5 GHz, β- SrTa2O6 ceramics showed lower permittivity and higher dielectric losses (eeff ≈ 22, tand ≈ 1x10-2) compared to β’- SrTa2O6 at 2.8 GHz (eeff ≈ 79, tand ≈ 5x10-3). The temperature coefficient of resonant frequency ‘tf’ was around +260 ppm/°C for β, and up to +319 ppm/°C for β’. A prototype DRA using β’-SrTa2O6 demonstrated excellent agreement with simulations, confirming the material's dielectric properties.The second study involves the thin film deposition from a stoichiometric STLTO, (Sr2Ta2O7)0.98(La2Ti2O7)0.02 target. RF-sputtering produced Sr-deficient films identified as SrTa2O6, exhibiting tunability that increased with RF power and substrate temperature. Films on Nb:SrTiO3 substrates had a permittivity of ~100, losses of ~0.005, and tunability up to 12% at ~400 kV/cm, 100 kHz and room temperature. No tunability was observed at higher frequencies (1 – 40 GHz). A second Sr-rich STLTO target,(Sr1.4Ta0.6O2.9)0.9835(La2Ti2O7)0.0165, failed to achieved single phase component, resulting in variable Sr/Ta ratios (0.9-1.2) and inconsistent permittivity and losses, with no tunability. Electronic Thesis or DissertationText en application/pdf1 : 10351 Kohttps://ged.univ-rennes1.fr/nuxeo/site/esupversions/6ca88114-db94-40d3-94e3-fbedbd430e1f Julian Matthew 1986-03-03 FR 282951040 mjulian6288@gmail.com 2024URENS060 http://www.theses.fr/2024URENS060 2024-12-12 Electronique Université de Rennesthesis.degree.grantor_1 26693823X Doctorat non ouiLe PavenClaireintervenant_1139427120SharaihaAlaintervenant_2069053693LaurVincentintervenant_3235761753SharaihaAlaintervenant_2069053693BenzergaRatibaintervenant_410918761XJantunenHeliintervenant_7282951202MarchetPascalintervenant_5127468765FasquelleDidierintervenant_607780287X MATISSEecoleDoctorale_1 267602553 IETR partenaireRecherche_1 149256035 ddc:620 Le PavenClaireSharaihaAlaLaurVincentBenzergaRatibaMarchetPascalFasquelleDidierJantunenHeliUniversité de RennesMATISSE IETR ASCII PDF 10599389