Etude de l’effet magnétoélectrique dans les hétérostructures de Pt/TbXDy1-XFe2/Pt/PbZrXTi1-XO3/Pt en couches minces déposées sur des substrats de siliciumsubstrats de silicium
Institution:
CaenDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
This work focuses on the ME effect in Terfenol-D/Pt/PZT thin film composites deposited on Pt/SiO2/Si substrates. The goal of this work is to obtain good ME coefficients that could allow applying these omposites in microelectronic devices. The first section concerns the study of the interdependence between structural and magnetic properties in Terfenol-D thin films. It has been shown that it is possible to obtain Terfenol-D thin films with good magnetic properties (high magnetization and low coercive field) allowing the use of these films with piezoelectric materials. The second part is about Terfenol-D/Pt/PZT multiferroïc thin films processing. A significant work has been performed to finalize a ME measurement system without induced electromagnetic noises. Electrical models have been developed to give more realistic values of the ME coefficient. Two key points, the annealing temperature and the intermediate platinum layer thickness, were studied to get large ME coupling. Finally, an important ME coefficient of 15. 5 V/cm. Oe has been obtained on one of the ME devices. Consequently, these results in ME thin films could be used to develop microelectronic devices.
Abstract FR:
Ce travail de thèse porte sur l’étude de l’effet magnétoélectrique (ME) dans les matériaux composites TbxDy1-xFe2 (Terfenol-D)/Pt/Pb(ZrxTi1-x)O3 (PZT) en couches minces déposées sur substrats Pt/SiO2/Si. L’objectif est d’obtenir de bons coefficients de couplage magnétoélectrique permettant l’exploitation de ces composites dans des dispositifs microélectroniques. La première partie de ce travail porte sur l’étude des relations entre les propriétés structurales et les propriétés magnétiques des films de Terfenol-D. Il a notamment été montré qu’il est possible d’obtenir, dans différentes conditions, des films de Terfenol-D possédant des propriétés magnétiques intéressantes (bonne aimantation et faible champ coercitif), ouvrant la voie à l’assemblage de ces films avec un matériau piézoélectrique. La seconde partie porte sur la mise au point et l’étude de dispositifs Terfenol-D/Pt/PZT. Un travail important a été réalisé afin de développer une technique de mesure de l’effet ME qui puisse permettre de soustraire les effets électromagnétiques parasites induits dans le circuit de mesure. Des modèles électriques ont été conçus, permettant d’obtenir des valeurs plus réalistes du coefficient de couplage ME. Deux paramètres clés, la température de recuit de la couche de Terfenol-D et l’influence de l’épaisseur de la couche de platine intermédiaire, ont été étudiés dans le but d’obtenir le meilleur couplage ME possible. Finalement, un très bon coefficient de couplage de 15,5 V/cm. Oe a été obtenu sur l’un des dispositifs ME. Ces résultats ouvrent la perspective de développer des dispositifs ME en couches minces exploitables dans l’industrie de la microélectronique.