Thèse Amélioration des Performances des Couches Minces Piézoélectriques sans Plomb pour les Applications de Récupération d'Énergie H/F Doctorat.Gouv.Fr

Le BNT présente de fortes propriétés ferroélectriques et une polarisation élevée ; cependant, ses inconvénients incluent des champs coercitifs élevés et des pertes d'énergie importantes [1], [2]. En revanche, le BT offre des champs coercitifs plus faibles et une meilleure stabilité diélectrique, bien que ses performances piézoélectriques soient modérées [3]. L'optimisation des propriétés fonctionnelles est souvent obtenue par la combinaison de matériaux pour former des composites ou des multicouches. Dans ce contexte, le système BNT-BT est particulièrement intéressant car il permet la formation d'une frontière de phase morphotropique (MPB), connue pour améliorer la réponse piézoélectrique grâce à une rotation de polarisation et une mobilité des domaines accrues [4], [5].

Ce projet se concentrera sur l'optimisation du procédé de fabrication des couches minces BNT/BT par pulvérisation cathodique magnétron. La recherche portera plus particulièrement sur l'ajustement de la composition, la morphologie et le contrôle de la microstructure afin d'établir une relation claire entre ces paramètres et les propriétés piézoélectriques. Ensuite, les propriétés fonctionnelles, telles que les propriétés diélectriques, ferroélectriques et piézoélectriques, seront prises en compte. Les meilleures performances doivent être obtenues lors de la phase morphotropique du BNT-BT. L'objectif final est d'améliorer l'efficacité de conversion énergétique des dispositifs de récupération d'énergie basse consommation, destinés aux applications dans les microsystèmes auto-alimentés et l'électronique de nouvelle génération. Cette thématique est développée au laboratoire depuis quelques années. Il s'agit de renforcer le savoir faire. Démonstrateur d'un système de récupération d'énergie. La méthodologie est conventionnelle: matériaux, caractérisations et démonstrateurs en utilisant les technologies micro systèmes.