Local control of strain in La0.7Sr0.3Mn03 (LSMO) thin films : application to MEMS

Ingénierie des contraintes locales dans La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO) : applications à la réalisation de MEMS Cette thèse propose un procédé complet de fabrication à température ambiante de ponts suspendus La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO) entièrement épitaxiés et actionnés piézoélectriquement, permettant le contrôle local de la déformation par application d'une tension. La détection sera également réalisable, si la structure est mise en résonance, grâce à la mesure de la variation de tension proportionnelle au décalage de la fréquence de résonance. Nous avons recherché un compromis entre la qualité du matériau et un procédé de fabrication réalisable pour l'utilisation des hétérostructures AlN / LSMO / STO / SOI et PZT / LSMO / STO / (Si ou SOS). Cela a été fait en incorporant des couches piézoélectriques actives de films minces de PZT ou d'AlN, entièrement caractérisées par la microscopie à force atomique, la microscopie à force de piézo-réponse et la boucle d'hystérésis de polarisation, pour fournir des capacités d'actionnement et de détection aux structures de pont de suspension LSMO afin d'obtenir un dispositif entièrement intégré. Seuls des traitements de recuit thermique rapide (RTA) ont été nécessaires pour améliorer la qualité cristalline du PZT, ce qui a permis d’éviter des étapes délicates de gravure et d’arrêt de gravure grâce à des étapes de lift-off. La mise en œuvre de tels MEMS (MicroElectroMechanical Systems) intégrés nécessite la capacité d'intégrer des films minces de haute qualité avec un bon couplage électromécanique tout en assurant le maintien de la qualité des caractéristiques électriques du LSMO pendant toutes les étapes de la production. Nous avons démontré avec succès la faisabilité de l'utilisation de telles structures en mode résonant fonctionnant pour une haute sensibilité et une grande vitesse. Les mesures dynamiques ont été réalisées à l'aide de la microscopie holographique numérique (DHM) et un actionneur piézoélectrique externe. La qualité fonctionnelle des films minces LSMO a été contrôlée par des mesures électriques utilisant la technique des quatre points pour une gamme de température allant de 300 à 400K.