ACTIVITES DE RECHERCHE
(Dernière mise à jour : 19 Décembre 2003)
 

    Mes travaux de recherche ont été effectués au sein du Laboratoire d’Etude des Matériaux et des Composants pour l’Electronique (LEMCEL EA2601) de l’Université du Littoral-Côte d’Opale dirigé par le Professeur J-C. Carru et de l’équipe « Diélectriques » dont le responsable est le Professeur C. Legrand. Ils ont démarré lors de mon stage de DEA en 1999/2000 et se sont poursuivis dans le cadre de ma thèse de doctorat financée par une allocation de recherche du ministère et soutenue le 18 décembre 2003.

    Mon sujet de recherche concerne la mise en œuvre de méthodes de caractérisation diélectrique micro-onde de cristaux liquides nématiques ainsi que la réalisation et la caractérisation de dispositifs micro-ondes agiles en fréquence à substrat cristal liquide.

    Mes travaux ont, pour le moment, donné lieu à 1 publication, 8 communications orales et 3 communications par affiches.

    Dans un premier temps, mon travail a été consacré à la réalisation de dispositifs agiles en fréquence. A cet effet, deux structures microrubans originales ont été conçues : l’une à substrat évidé, l’autre à accés coplanaires. Des commandes par champ électrique et magnétique ont été utilisées. La réalisation et la caractérisation de ces circuits jusqu’à la fréquence de 18 GHz (analyseur de réseaux Agilent) ont nécessité l’utilisation des centrales de technologie et de caractérisation de l’IEMN. A cette occasion, une collaboration avec l’équipe « Electromagnétisme des circuits » du DHS-IEMN a été initialisée.

    L’étape suivante a consisté à optimiser ces nouvelles structures. Ainsi, l’étude des performances en agilité des dispositifs réalisés a été complétée, en particulier, en augmentant la fréquence des mesures jusque 40 GHz. Les performances obtenues, pour un même matériau, ont été supérieures à celles publiées dans la littérature en terme de déphasage, de champ électrique de commande et de fréquence de fonctionnement. Il est à noter que le laboratoire ne disposait pas d’analyseur de réseaux vectoriel, ce qui a nécessité de nombreux déplacements à l’IEMN pour réaliser nos mesures. Depuis décembre 2001, le LEMCEL possède un analyseur de réseaux (Anritsu) que j’ai mis en place. Le fait de travailler sur deux analyseurs différents m’a permis d’acquérir une expérience dans le domaine des mesures micro-ondes.

    Une conception maîtrisée des dispositifs hyperfréquences nécessite la connaissance des propriétés électromagnétiques des cristaux liquides aux fréquences micro-ondes. Plusieurs contraintes étaient à lever, à savoir un faible encombrement de la cellule lié à une mesure sous champ magnétique intense (orientation du cristal liquide), un volume de remplissage de la cellule de mesure limité et une précision suffisante sur la détermination des permittivités et des pertes. Afin de répondre à ces exigences, des cellules de caractérisation en lignes plaquées et en guides d’onde rectangulaires ont été réalisées en configuration dipôle et quadripôle. Deux méthodes originales de détermination de la permittivité pour l’une, et de la permittivité-perméabilité pour l’autre, sans calibrage de l’analyseur de réseaux vectoriel ont été mises au point. Elles permettent dans le cas des liquides de ne pas avoir recours à une opération de démontage-remontage. Après des mesures concluantes des paramètres électromagnétiques de matériaux connus solides et liquides, elles nous ont permis de caractériser le tenseur permittivité complexe de trois cristaux liquides nématiques commerciaux en bande Ka (26-40GHz). Les permittivités obtenues sont relativement proches ce qui montre la nécessité d’avoir une précision suffisante. Les techniques mises au point seront utilisées dans le cadre d’une collaboration avec le Laboratoire d'Electronique et Systèmes de Télécommunications (LEST) de Brest. En effet, une thèse est en cours sur la comparaison des propriétés électriques de différents cristaux liquides en liaison avec leur structure moléculaire.

    Enfin, une collaboration avec l’Institut d'Electronique et de Télécommunications de Rennes (IETR) a permis la réalisation d’une cavité de Pérot-Fabry agile utilisant un cristal liquide nématique. La fréquence de résonance (30 GHz) de cette cavité est ajustable d’environ 0,5 GHz par commande électrique.

    Les différents dispositifs réalisés montrent les potentialités d’applications des cristaux liquides aux dispositifs agiles en fréquences.

 

Rappel des différentes collaborations :
 

Ø        IEMN (Institut d’Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie), Université des Sciences et Technologies de Lille, Villeneuve d’Ascq.

Ø        LEST (Laboratoire d'Electronique et Systèmes de Télécommunications), Université de Bretagne Occidentale, Brest.

Ø        IETR (Institut d'Electronique et de Télécommunications de Rennes), Université de Rennes 1, Rennes.

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