• Langue : Français
• Discipline : Micro et nanotechnologies, acoustique et télécommunications
• Identifiant : 2015LIL10007
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 28/05/2015

Résumé en langue originale

La microscopie hyperfréquence en champ proche permet de vaincre le critère de Rayleigh grâce à une sonde locale qui alimentée par un signal micro-onde génère des ondes évanescentes confinées à son extrémité. Les limites de résolution ne sont alors plus fixées par la longueur d’onde des signaux hyperfréquences exploités, mais principalement par la géométrie de la sonde. Dans ce type de caractérisation, associant généralement un analyseur de réseaux et une sonde champ proche, la limitation majeure réside dans la faible sensibilité de mesure induite par le contraste d’impédances entre l’analyseur et la sonde. En effet, la grande différence d’impédance entre l’analyseur (50Ω) et les sondes champ proche (quelques k Ω) se traduit par une désadaptation importante qui entrave une bonne qualité de mesure. Dans ce travail de thèse, nous nous proposons donc d’apporter des solutions à cette problématique afin de profiter pleinement des potentialités des techniques de microscopie champ proche hyperfréquence. Dans cet objectif, une méthode interférométrique est alors proposée et formalisée. Nous montrons ainsi que l’exploitation conjointe de méthodes de mesures hyperfréquences, de procédés de microscopie champ proche et de techniques interférométriques doit permettre d’entrevoir des caractérisations à haut pouvoir de résolution spatiale sur une large gamme de fréquences. La démonstration que ces nouveaux outils offrent la possibilité de mesures hyperfréquences vectorielles de type point-à-point, de scanning 1D ou d’imagerie 2D sur des courses centimétriques pour des fréquences allant jusque 20 GHz avec des résolutions spatiales micrométriques est alors faite. En particulier, des applications autour de la caractérisation diélectrique locale sont proposées. Les résultats obtenus montrent que les techniques proposées se situent à l’état de l’art en termes de gamme de fréquence d’opération et de sensibilité de mesure

Résumé traduit

Near-field microwave microscopy overcomes the Rayleigh criterion thanks to a local probe whitch fed by a microwave signal generates evanescent waves confined at its end. The resolution limits are no longer determined by the wavelength of the microwave signals, but mainly by the probe geometry. In this kind of characterization technique based on the association of a network analyzer and a near-field probe, the main limitation is the poor measurement sensitivity related to the impedance contrast between the analyzer and the probe. Indeed, the large difference between the impedances of the analyzer (50Ω) and near field probes (a few kΩ) results in a significant mismatch hampering good measurements. In this PhD thesis, we provide solutions to tackle this problem in order to take full advantage of the potentialities of near-field microwave microscopy techniques. An interferometric method is then introduced and formalized. We show that the association of microwave measurements, near-field microscopy methods and interferometry techniques allow foreseeing microwave characterizations with high spatial resolution over a broad frequency range. We demonstrate that these new tools offer the possibility of microwave measurements of the type point-to-point, 1D scanning or 2D imaging on centimeter ranges up to 20 GHz with micrometric spatial resolutions. In particular, local dielectric characterization - related applications are proposed. The results obtained show that the proposed techniques are at the state of the art in terms of operating frequency range and measurement sensitivity.