Dévelοppement de détecteurs de rayοnnement ΤΗz nοn refrοidis à base de La0.7Sr0.3ΜnΟ3

Les propriétés des ondes térahertz (THz) offrent des perspectives pour relever les défis sociétaux du XXIᵉ siècle dans les domaines de la santé, de la sécurité et de l'énergie. Cette thèse examine l'utilisation de couches minces de La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO) déposées sur silicium pour réaliser des détecteurs THz à température ambiante, en exploitant la variation de leur résistance électrique. Les détecteurs sont associés à des antennes planaires, exigeant une adaptation d’impédance optimale entre l’antenne et la couche mince. Dans ce but, les couches LSMO et leurs contacts électriques (Au/LSMO) ont été caractérisés en courant continu et dans le domaine radiofréquence (10 MHz à 325 GHz). En courant continu, l'étude révèle que de fortes résistances électriques de contact introduisent des comportements non-linéaires qui dégradent la lecture des détecteurs. Un recuit thermique associé à une géométrie adaptée du détecteur a permis de ramener les résistances de contact à un niveau négligeable, avec une résistance spécifique de 10⁻⁵ Ω·cm². L’analyse radiofréquence effectuée sur des lignes coplanaires chargées par du LSMO a montré que l’impédance du LSMO est réelle et que les résistances électriques de contact sont négligeables à ces fréquences. Ces résultats ont permis de concevoir des détecteurs couplés à une lentille diélectrique et de les tester à 640 GHz et 2.52 THz. Les performances mesurées se montrent prometteuses comparées à l’état de l’art, avec un NEP électrique de quelques pW/√Hz (limité par le bruit de phonons) et un temps de réponse de 0.1 ms. Le NEP optique, avoisinant 600 pW/√Hz dans la bande passante, pourrait être optimisé par une meilleure absorption du rayonnement.