Développement de méthodes de caractérisations à larges gammes de fréquences et de températures (application à des matériaux)

CALAIS-BU Sciences (621932101) / SudocSudocFranceF

Preparation and dielectric properties of BaBi1.8Ln0.2Nb2O9 (Ln = Ce, Gd) ceramics

The main subject of the presented research is to investigate the dielectric properties of BaBi1.8Ln0.2Nb2O9 (Ln = Ce, Gd) ceramics prepared by conventional solid state reaction route. The materials were examined using XRD and FT-IR methods. Moreover, the AC conductivity, dielectric constant and dielectric loss of the ceramics were determined. X-ray diffraction confirmed that all these compounds crystallize in an orthorhombic structure. Fourier transform infrared spectroscopy study confirmed the presence of two characteristic vibration bands located at around 617 cm-1 and 818 cm-1 for BaBi2Nb2O9. The experimental results show that the substitution of Bi by Ce or Gd causes a decrease in Curie temperature, dielectric constant and dielectric loss

Elaboration par méthode sol-gel de films minces ferroélectriques sans plomb pour des applications en électronique

L objectif de cette thèse co-financée par l Agence De l Environnement et de la Maitrise de l Energie (ADEME) et la Région Nord-Pas de Calais est la réalisation et la caractérisation de matériaux ferroélectriques sans plomb susceptibles de remplacer le matériau PZT à base de plomb, en vue d applications en électronique. Nous avons utilisé une méthode par voie chimique douce : la voie sol-gel pour sa facilité à contrôler la composition des films avec une précision permettant de modifier cette composition. Nous déposons une solution liquide sur un substrat puis avec un recuit haute température nous obtenons un film mince cristallisé dont l épaisseur est de l ordre du micromètre. Durant cette thèse nous avons utilisé des substrats de natures différentes notamment du silicium et de l acier inoxydable. Deux matériaux ferroélectriques ont été déposés en partant du titanate de baryum BaTiO : d une part le Ba . Sr . TiO (BST) et d autre part le BaTi . Sn . O (BTS) en substituant respectivement le baryum par du strontium et le titane par de l étain. Nous avons mesuré jusque 1MHz les propriétés diélectriques, ferroélectriques, pyroélectriques et piézoélectriques de nos matériaux puis nous les avons comparés à ceux d un film de PbZr . Ti . O (PZT) déposé sur le même substrat. Les résultats obtenus sur ces matériaux sont étayés et corrélés par l utilisation de modèles physiques issus de la littérature. Les mesures diélectriques et les caractérisations physico-chimiques nous ont permis de trouver un profil de recuit optimal de 950C durant 15mn. Dans ces conditions, les propriétés diélectriques et pyroélectriques de nos matériaux sont comparables voir meilleures que celles du PZT. Par contre en ce qui concerne les propriétés piézoélectriques elles sont moins bonnes que celles du PZT. Elles sont cependant intéressantes et pourraient être utilisées pour des applications de type transducteur électromécanique. Des démonstrateurs de capteurs de gaz à base de films ferroélectriques BST ont été réalisés en partenariat avec la société OLDHAM spécialisée dans le domaine de la détection de gaz. Nous avons mis au point ces démonstrateurs au LEMCEL puis effectué les tests dans les bureaux d études de la société OLDHAM. Nous avons trouvé une bonne sensibilité du BST soumis à de l hydrogène.CALAIS-BU Sciences (621932101) / SudocSudocFranceF

Study of tungsten films deposited by DC sputtering dedicated to integrated heaters

International audienceIn order to realize cost-effective semiconductor gas sensors, the authors have studied the feasibility of replacing platinum by tungsten for the metallic layer of heaters in a moderate temperature range (25-400 degrees C). Tungsten films were deposited on silicon substrates by direct current magnetron sputtering in argon gas. The deposition of tungsten films was investigated at various working gas pressures to modify the microstructure. The results have shown that low-stressed films showed a good adhesion to silicon substrates. Resistivity values as low as 27 mu Omega cm were obtained for 600 nm films deposited at low argon pressure. After a thermal treatment at 500 degrees C for 30 min., no resistivity variation occurred for films deposited at low argon pressure. Finally, three different structures of tungsten heaters were elaborated by using an optical lithography technique and tested for 300 h at 400 degrees C. (C) 2017 American Vacuum Society

Caractérisations microondes de condensateurs interdigités accordables sur films minces BTS élaborés par sol-gel

International audienc

Effect of the Microstructure of ZnO Thin Films Prepared by PLD on Their Performance as Toxic Gas Sensors

International audienceIn 2008, the modified European Restriction of Hazardous Substances (RoHS) directive prohibited the use of hazardous substances such as lead, cadmium, and mercury. As such, an urgent need for lead-free components emerged in Europe. In this frame, we have decided to study the microstructure influence of zinc oxide thin films on the detection of hydrogen sulfide (H2S). Zinc oxide thin films were deposited by PLD on silicon substrates under different conditions to modify the microstructure. In order to compare our demonstrators to current commercial semiconductor gas sensors, measurements under H2S were also performed with sensors from Figaro and Winsen corporations. Gas sensors were therefore implemented by using commercial cases in view to test them with Simtronics gas detector DG477. The good sensitivity values measured at T = 400 degrees C under 100 ppm H2S, and response times as low as 30 s, definitely confirm that ZnO thin films could be developed for commercial sensors

Microwave characterization of tunable interdigitated capacitors on BTS thin films deposited by sol-gel

International audienc

Characterization of Stainless-Steel Grids Dedicated to Cost-Effective Metal-Supported IT-SOFC

International audienceMetal-Supported Solid Oxide Fuel Cells (MS-SOFCs) have gained significant interest due to their potential advantages (low-cost, tolerance to redox and thermal cycling, robust and manufacturing) over conventional fuel cells. This work focuses on studying corrosion and electrical conductivity of porous metallic supports (stainless steel 316L and FeCrAl alloy) under different temperatures and atmospheres considering physical, chemical and electrical characterizations. Within the studied operating temperature range (500 °C–700 °C), the FeCrAl support resists to corrosion under air and H 2 . At temperatures higher than 700 °C it forms a layer of alumina. The FeCrAl resistivity generally remains stable under H 2 and slowly increases under air. In contrast, the 316L support is only stable at 500 °C under air and at 500 °C and 600 °C under H 2 . Above these temperatures, the 316L support shows severe corrosion. The resistivity is stable up to 600 °C, increases strongly for the support under air and slightly for the support under H 2 with the temperature increase