Thèse Élaboration de Couches Minces de Type Bnt et Optimisation Via la Caractérisation de leurs Propriétés Électromécaniques à Partir d'Ondes Acoustiques de Surface H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Polytechnique Hauts de France
École doctorale : Ecole Doctorale Polytechnique Hauts-de-France
Laboratoire de recherche : Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie
Direction de la thèse : Marc DUQUENNOY
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-10-01T23:59:59

Dans le cadre du développement de dispositifs fonctionnels de pointe, les matériaux piézoélectriques sans plomb suscitent un intérêt croissant en tant qu'alternatives au PZT, en raison de leurs propriétés électromécaniques et de leur conformité aux exigences environnementales. Parmi ceux-ci, les composés à base de titanate de bismuth et de sodium (BNT) se sont imposés comme des candidats prometteurs pour les applications nécessitant un couplage électromécanique fort.
Ce projet de doctorat vise à étudier le développement de films minces à base de BNT, en mettant initialement l'accent sur le contrôle des processus de dépôt et l'optimisation des propriétés des matériaux. Un des objectifs est de caractériser ces matériaux, notamment par la détermination du coefficient piézoélectrique d33 et en termes de couplage électromécanique, de propriétés élastiques et de paramètres associés.
Par la suite, l'étude portera sur la capacité de ces films piézoélectriques à générer des ondes acoustiques de surface (SAW). Cette capacité sera d'une part évaluée à l'aide de simulations numériques et d'approches de modélisation disponibles au sein du groupe de recherche TPIA. D'autre part, des caractérisations expérimentales seront réalisées afin de comparer les résultats issus de la modélisation et pour établir les liens avec les caractéristiques intrinsèques des ces couches et structures développées.
Dans l'ensemble, ces travaux devraient permettre de mieux comprendre les mécanismes physiques sous-jacents et d'établir des stratégies d'optimisation pour améliorer les performances, en vue d'intégrer ces films dans des dispositifs de capteurs SAW fonctionnels.

Dans le cadre du développement de dispositifs fonctionnels de pointe, les matériaux piézoélectriques sans plomb suscitent un intérêt croissant en tant qu'alternatives au PZT, en raison de leurs propriétés électromécaniques et de leur conformité aux exigences environnementales. Parmi ceux-ci, les composés à base de titanate de bismuth et de sodium (BNT) se sont imposés comme des candidats prometteurs pour les applications nécessitant un couplage électromécanique fort.

Contrôle de la croissance de matériaux déposés sous forme de film mince
Fabrication de dispositifs à onde acoustique de surface
Evaluation des performances et comparaison avec des modèles dédiés

La méthodologie est conventionnelle dans le déroulement de la thèse:
1: le matériau
2: Performances pour la génération des SAW