Note ABES Caractérisation par acoustique picoseconde des propriétés mécaniques du PZT déposé en couches minces pour des applications MEMS Mechanical properties characterization of thin-film PZT for MEMS applications using picosecond ultrasonics Mems 620.28 Systèmes microélectromécaniques Transducteurs piézoélectriques Titanozirconate de plomb Propriétés mécaniques Impulsions picosecondes Son -- Propagation Écrans tactiles Les MEMS sont aujourd’hui une réalité économique et sont d’ores et déjà utilisés dans un grand nombre d’objets de notre quotidien. Ces composants peuvent utiliser un actionnement piézoélectrique, notamment à base de PZT déposé en couches minces, du fait de son fort coefficient piézoélectrique. Pour dimensionner au mieux et de manière prédictive ces MEMS à base de PZT, il est important de connaitre les propriétés mécaniques du PZT, matériau complexe. Nous avons utilisé l’acoustique picoseconde, technique qui permet de sonder la matière avec des ondes acoustiques générées par des impulsions laser ultra-courtes. Elle permet de transposer à l’échelle nanométrique le principe du sonar. Lors de cette thèse nous avons étudié le PZT en couches minces par acoustique picoseconde. Nous avons pu extraire le module d’Young et le coefficient de Poisson sans faire l’approximation de l’un ou de l’autre. Nous avons également étudié la relaxation des parois de domaines, en mettant en œuvre des mesures d’acoustique picoseconde en fréquence. A l’aide des propriétés mécaniques du PZT, issues des mesures d’acoustique picoseconde, nous avons pu extraire le coefficient piézoélectrique par la comparaison de modèles et de mesures sur une poutre encastrée-libre avec un actionneur à base de PZT. Enfin, nous avons appliqué ces données d’entrée au dimensionnement de dalles haptiques utilisant des actionneurs PZT. Le très bon accord entre la caractérisation de ces dispositifs et les modèles mis en place prouve l’apport de l’acoustique picoseconde pour le dimensionnement de MEMS. MEMS components are today an economic reality and are already used in many mass market applications. These devices can use a piezoelectric actuation, in particular based on thin-film PZT due to its high piezoelectric coefficient. To perform predictive design of high performances components based on PZT actuators, mechanical properties of the PZT are required. We used the picosecond ultrasonic technique which probes thin layers with high frequency acoustics waves generated by ultra-short laser pulses. It allows the transposition of the sonar principle at nanometric scale. During this PhD, we studied thin-film PZT using picosecond ultrasonics. We extracted both Young’s modulus and Poisson ratio without an approximation of one or the other. We also studied wall domain relaxation using picosecond ultrasonic measurement at various frequencies. Using PZT mechanical properties obtained from picosecond ultrasonics, we extracted the PZT piezoelectric coefficient, from the comparison between PZT-based cantilever measurement and numerical modeling. Finally, we applied these data for the design of haptic plates using thin-film PZT actuators. The good agreement between haptic plate measurements and modelization proves all the benefit of picosecond ultrasonics for MEMS design. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 8877904 application/pdf https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/EDSPI/2014/50376-2014-Casset.pdf https://theses.fr/2014LIL10040/abes Casset Fabrice Casset 1973-09-17 FR 179731211 https://theses.fr/2014LIL10040 2014LIL10040 https://doi.org/10.70675/eff6b1b2z7ecdz4769z8596z22c11f9ace6f 2014-06-16 Micro et nanotechnologies, acoustique et télécommunications Lille 1 026404184 Doctorat Docteur es non oui Devos Arnaud MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 098462563 Defaÿ Emmanuel MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 14804171X École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille ; 1992-2021) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 147297028 Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 138736421 ddc:620 Devos Arnaud Defaÿ Emmanuel École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Lille) Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (1992-....) PDF 8877904