Modélisation, conception et caractérisation d’un commutateur hyperfréquence à base de nanotubes de carbone verticaux

• Main Author: Charles, Michaël
• Other Authors: Lille 1
• Language: fr; en
• Published: 2010
• Subjects: Systèmes nanoélectromécaniques; Commutateur radiofréquence
• Online Access: http://www.theses.fr/2010LIL10024/document

Depuis leur découverte, les propriétés des nanotubes de carbones ont largement été étudiées. L’étude de la pertinence scientifique et de la faisabilité d’un commutateur NEMS RF ohmique et capacitif constitue un axe de recherche dont les résultats seraient susceptibles d’être supérieurs aux performances des MEMS RF. Il existe trois géométries de commutateurs, la poutre, le pont et la pince. Cette thèse propose une étude approfondie d’un NEMS RF en configuration pince par une explication détaillée de l’ensemble des étapes de dimensionnement, de fabrication et de caractérisation. Une recherche bibliographique a défini les éléments théoriques indispensables à la maîtrise et à la cohérence de cette démarche scientifique. Différentes expérimentations en croissance de nanotubes de carbone par la méthode PECVD sur un empilement de différents matériaux susceptibles de composer le NEMS ont été réalisées pour aboutir à une structure répondant aux exigences physiques d’un NEMS RF et à la contrainte thermique de synthèse PECVD (600°C à 800°C). Les expérimentations effectuées en commutation sur des commutateurs NEMS illustrent la réalisation et le fonctionnement de ces structures. Les résultats encourageants en simulation hyperfréquence et la faisabilité de NEMS RF apportent une crédibilité à la poursuite de ces travaux, avec pour objectif, des mesures expérimentales en hyperfréquence confirmant ou infirmant les modèles théoriques et les simulations. === Since their discovery, the properties of carbon nanotubes have been widely studied. The study of scientific relevance and feasibility of an ohmic and capacitive RF NEMS represents an area of research whose results would likely exceed the performances of RF MEMS. There are three switch designs, the cantilever, the bridge and the tweezer. This thesis offers a comprehensive study of RF NEMS switch in a tweezer configuration with a detailed explanation of all phases of modelization, fabrication and characterization. A literature search set the necessary theoretical elements for the knowledge and the consistency of this scientific process. Various experiments on the carbon nanotubes growth by PECVD method on a stack of different materials likely to compose the NEMS have been realized to result in a structure meeting the physical specifications of a NEMS RF and the thermal stress in PECVD synthesis (600°C to 800°C). The commutation experiments carried out on the NEMS switch illustrate the fabrication and the operation of these structures. The encouraging results in high frequency simulation and the fabrication of RF NEMS have brought credibility to the continuation of this work, with the objective of experimental measurements at high frequency in order to confirm or refute the theoretical models and the software simulations.