Dissertations / Theses: 'Polarisation ferroélectrique'

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Rault, Julien. "Structure chimique et électronique des interfaces métal/ferroélectrique en fonction de la polarisation ferroélectrique." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00840865.

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Abstract:

Les phénomènes d'écrantages à l'interface entre un matériau ferroélectrique (FE) et une électrode sont d'une grande importance pour la compréhension fondamentale de la ferroélectricité et pour de potentielles applications comme les mémoires FE. Dans cette thèse, l'utilisation de la photoémission des électrons a permis d'étudier plusieurs types d'écrantage sur des pérovskites FE. En premier lieu, la microscopie de photoémission (PEEM) a révélé la transition d'une phase FE monodomaine à une phase en domaines striées dans des couches ultraminces de BiFeO3. Le PEEM a aussi permis d'étudier quantitativement l'écrantage des surfaces de BaTiO3 par les lacunes d'oxygène. Enfin, la spectroscopie de photoémission (XPS) a permis d'étudier l'influence de la polarisation FE sur les propriétés électroniques d'une interface électrode/BaTiO3 grâce à un dispositif original qui permet de polariser la couche FE in-situ pendant l'acquisition des spectres XPS.

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Duclere, Jean-René. "Croissance épitaxiale par ablation laser et caractérisations de couches minces du matériau ferroélectrique SrBi2Nb2O2." Rennes 1, 2002. http://www.theses.fr/2002REN10072.

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Abstract:

Ce travail a consisté à déposer par ablation laser et à étudier des couches minces épitaxiées du composé ferroélectrique SrBi2Nb2O9. Des méthodes de caractérisation complémentaires ont permis une étude détaillée des caractéristiques structurales des films. Nous avons déterminé les conditions de synthèse des couches minces du composé SrBi2Nb2O9. Des mesures électriques ont permis de vérifier le comportement ferroélectrique des films. Nous avons préparé des couches minces épitaxiées de SrBi2Nb2O9 sur divers substrats monocristallins, principalement SrTiO3. Les couches minces épitaxiées obtenues, orientées c sur (100)SrTiO3 et (116) sur (110)SrTiO3, sont d'excellente qualité. Sur (100)SrTiO3, un mécanisme d'intercroissances a été mis en évidence par diffraction des rayons X et microscopie en transmission dans des échantillons déficitaires en Bi. Une étude comparative entre ces films et des films stœchiométriques a été menée par diffraction de photoélectrons. Des hétérostructures intégrant une électrode ont été réalisées par épitaxie sur des couches de Pt épitaxiées par pulvérisation cathodique sur (110)SrTiO3 et saphir c : des orientations (116) et (115) de SrBi2Nb2O9 sont obtenues. Les mesures électriques réalisées sur ces bicouches épitaxiées ont permis d'accéder aux valeurs de polarisation rémanente et de prouver la résistance à la fatigue.

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Chmielowski, Radoslaw. "Bicouche oxyde ferroélectrique / oxyde conducteur Bi3. 25La0. 75Ti3O12 / Sr4Ru2O9 : élaboration par ablation laser, caractérisations structurales et propriétés électrique." Toulon, 2007. http://www.theses.fr/2007TOUL0007.

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Abstract:

Des bicouches oxyde ferroélectrique / oxyde conducteur, Bi3. 25La0. 75Ti3O12 (BLT) / Sr4Ru2O9 / Si[100] ont été élaborées par ablation laser et caractérisées du point de vue structural (microscopies électroniques, diffraction de rayons X), ainsi que des propriétés électriques (spectroscopie d’impédance et Van der Pauw). L’obtention de Sr4Ru2O9 sous forme de film constitue une première. Nous avons montré que Sr4Ru2O9 est un oxyde conducteur à haute température, alors qu’il présente un comportement semi conducteur à basse température. Concernant les couches de BLT, la polarisation est en dehors du plan pour les couches minces et parallèle au plan dans les couches épaisses qui présentent une orientation préférentielle (00). Une couche intermédiaire à base de SrTiO3 a été mise en évidence par microscopie électronique entre le substrat oxyde Sr4Ru2O9 et la couche de BLT. Elle se forme au détriment du matériau ferroélectrique
Bilayers ferroelectric oxide / conductive oxide, Bi3. 25La0. 75Ti3O12 (BLT) / Sr4Ru2O9 / Si[100] were elaborated by pulsed laser deposition. Structural characterizations were done by electron microscopy and X-ray diffraction; electrical properties were measured by impedance spectroscopy and Van der Pauw’s method. It is the first time that Sr4Ru2O9 is elaborated as thin films. We have shown that Sr4Ru2O9 is a conductive oxide at high temperature and has a semiconductor behavior at low temperature. The BLT thin films have polarization out of the substrate plane. Thick films of the BLT have polarization in the plane, which corresponds to a preferential orientation (00l). An intermediate layer, based on SrTiO3, between the substrate oxide Sr4Ru2O9 and the layer of BLT, was highlighted by electron microscopy. This phase grows at the cost of the ferroelectric material

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Dubois, Frédéric. "Elaboration et caractérisations électro-optique et diélectrique de composites à cristaux liquides ferroélectriques dispersés dans une matrice polymère." Phd thesis, Université du Littoral Côte d'Opale, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009656.

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Abstract:

Grâce à leurs propriétés électro-optiques remarquables, les cristaux liquides ferroélectriques suscitent un grand intérêt dans la réalisation des dispositifs d'affichage à faibles temps de réponse. Néanmoins, ces dispositifs présentent une faible résistance aux chocs et aux distorsions mécaniques. Pour pallier cet inconvénient, l'une des solutions préconisées est de disperser le cristal liquide sous forme de gouttelettes dans une matrice polymère. Les matériaux obtenus sont alors appelés Cristal Liquide Ferroélectrique Dispersé dans une matrice Polymère (PDFLC).
Ce travail concerne l'élaboration et l'étude des propriétés structurales, diélectriques et électro-optiques de composites PDFLC. L'objectif principal est d'étudier l'influence de la nature dispersée et confinée du cristal liquide sur les propriétés des composites. Pour cela, deux cristaux liquides ferroélectriques présentant respectivement un pas d'hélice faible et élevé par rapport à la taille des gouttelettes ont été utilisés pour élaborer ces composites.
Une étude comparative des propriétés des cristaux liquides et des films PDFLC a été réalisée. Les composites étudiés présentent des propriétés électro-optiques intéressantes, tels que l'existence d'un ancrage bistable, des temps de réponse et des tensions de commutation relativement faibles. La caractérisation des mécanismes de relaxation observés pour les composites montrent qu'ils sont liés à la ferroélectricité des cristaux liquides utilisés. Les caractéristiques de ces mécanismes, à savoir leur amplitude et leur fréquence critique, diffèrent fortement de celles observées pour les cristaux liquides purs. Ces différences ont été attribuées à l'hétérogénéité diélectrique des composites PDFLC.

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Xu, Qian. "Perovskite ferroelectric nanostructures for photo(electro)catalysis." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPASF025.

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Abstract:

La photo(électro)catalyse, pouvant directement récupérer l’énergie solaire et la convertir en énergie chimique, apparaît comme une réponse à l’épuisement des combustibles fossiles et aux préoccupations concernant les problèmes environnementaux. Dans ce cadre, une attention particulière a été consacrée à la promotion de la séparation des porteurs de charges et de la dynamique de leur transport afin d'améliorer la conversion de l'énergie solaire et atteindre les exigences des applications pratiques. La polarisation ferro/piézoélectrique, capable de déclencher une redistribution spatiale des porteurs de charges et de favoriser leur séparation en masse ou en surface, s'est avérée être une stratégie prometteuse pour la conception de systèmes photocatalytiques hautement efficaces. Dans ce projet de doctorat, BaTiO₃ (BTO) a été sélectionné comme semi-conducteur ferroélectrique typique, ses propriétés ferroélectriques et piézoélectriques étant utilisées pour améliorer le transfert directionnel des porteurs de charge et leur durée de vie, explorées respectivement par l'oxydation de l'eau PEC et la dégradation de la rhodamine B (RhB). Plus particulièrement, les principes et les applications de la photo(électro)catalyse assistée par piézo/ferroélectrique ont été discutés en profondeur. Nous avons ensuite développé des nanostructures cœur-coquille BTO/TiO₂, déposées avec des cocatalyseurs d'évolution d'oxygène Ni(OH)₂ (OEC), comme photoanodes pour l'oxydation photoélectrochimique de l'eau. La relation entre la polarisation ferroélectrique, la séparation des charges et le transport du TiO₂ a été étudiée par les phases cristallines du BTO et les champs électriques externes. De plus, le rôle de la polarisation piézoélectrique générée par BTO dans la dynamique du transport de charge au cours du processus photocatalytique a été exploré à travers la dégradation de la rhodamine B (RhB), et a ensuite été discutée en détail sur la base des résultats tirées des caractérisations expérimentales et des calculs théoriques
Photo(electro)catalysis, which can directly harvest energy from solar illumination and convert it into chemical energy, has brought light to the depletion of fossil fuels and concerns about environmental issues. Significant attention has been dedicated to promoting charge separation and transport dynamics to enhance solar energy conversion to reach the requirements for practical applications. Ferroelectric and piezoelectric polarization that can trigger spatial charge redistribution and promote bulk or surface charge-carrier separation has been demonstrated as a promising strategy for designing highly efficient photocatalytic systems. In this PhD project, BaTiO₃ (BTO) has been selected as a typical ferroelectric semiconductor, with its ferroelectric and piezoelectric properties being employed to enhance directional charge carrier transfer and lifetime, explored through PEC water oxidation and Rhodamine B (RhB) degradation, respectively. More specifically, the principles and applications of piezo/ferroelectric-assisted photo(electro)catalysis were thoroughly discussed. We then developed core-shell BTO/TiO₂ nanostructures, deposited with Ni(OH)₂ oxygen evolution cocatalysts (OEC), as photoanodes for photoelectrochemical water oxidation. The relationship between ferroelectric polarization and charge separation and transport of TiO₂ was investigated by BTO crystalline phases and external electric fields. In addition, the role of piezoelectric polarization delivered by BTO in charge transport dynamics during the photocatalytic process was explored through the degradation of Rhodamine B (RhB), and was further discussed in detail based on the insights drawn from experimental characterizations and theoretical calculations

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AYDI, Abdelhedi. "Elaboration et caractérisations diélectriques de céramiques ferroélectriques et/ou relaxeur de formule MSnO3-NaNbO3(M=Ba,Ca)." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009068.

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Abstract:

Le présent travail porte sur des systèmes chimiques entièrement inédits NaNbO3- (Ba, Ca)SnO3. Les compositions choisies sont donc exemptes de plomb et de tout élément toxique afin de répondre aux normes de protection de l'environnement. Les systèmes étudiés sont susceptibles de présenter des solutions solides continues entre la phase antiferroélectrique NaNbO3 - qui devient aisément ferroélectrique par de faibles substitutions et une phase paraélectrique constituée par le stannate alcalino- terreux. Deux comportements diélectriques différents ont été mises en évidence : ferroélectrique classique et relaxeur. L'ensemble des études effectuées au cours de ce travail confirme que des substitutions cationiques dans le site A ou dans le site B d'une perovskite ABO3 peuvent modifier les propriétés diélectriques du matériau. L'introduction de Sn4+ en site octaédrique favorise un comportement relaxeur. La température de transition peut être modulée en faisant varier la concentration des cations substitués : des matériaux relaxeurs au voisinage de la température ambiante ont ainsi été obtenus.

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Dionot, Jelle. "Topology of ferroelectric polarization at the BaTiO3(001) surface from ab initio calculations and electron microscopy-spectroscopy." Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA112182/document.

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Abstract:

À la surface ou à l’interface d’un matériau ferroélectrique, la polarisation peut être déstabilisée voire même annulée par le champ dépolarisation qui résulte de charges de polarisation non compensées. En l’absence de mécanismes d’écrantage extrinsèques (adsorbats, électrodes) ou intrinsèques (défauts, dopants), l’ordonnancement en domaines est le moyen le plus naturel dont un système a recourt pour rester ferroélectrique et minimiser son énergie électrostatique. Cette thèse se concentre sur l’étude de la stabilité de multiples configurations en domaines, ainsi que de la façon dont elle dépend de facteurs géométriques, chimiques et élastiques, à la surface du BaTiO3(001).Des calculs ab initio, fondés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité, ont été menés pour éclaircir l’influence de la terminaison de surface, de la contrainte parallèle à la surface, de l’épaisseur du système et de la taille des domaines sur la polarisation de différentes phases ferroélectriques dans des couches ultraminces. L’effet de lacunes d’oxygène en surface sur la polarisation et sur la structure électronique a aussi été étudié. La microscopie d’électrons lents (LEEM) et la microscopie d’électrons photoémis (PEEM) ont été utilisées pour étudier les propriétés de la polarisation à la surface de monocristaux de BaTiO3 réduit, afin d’examiner l’influence des lacunes d’oxygène sur la polarisation ferroélectrique par une approche expérimentale, renforçant ainsi les résultats de calculs
At a surface or interface of a ferroelectric material, the polarization can be destabilized and even suppressed by the depolarizing field which arises from uncompensated polarization charge. In the absence of external (adsorbates, electrodes) or internal (defects, dopants) screening mechanisms, domain ordering is the most natural way for a system to remain ferroelectric and minimize its electrostatic energy. This thesis focuses on the study of the stability of various possible domain configurations, and on how it depends and interplays on size, chemical and elastic factors, at the (001) surface of BaTiO3.First-principles calculations, based on density functional theory, have been performed to enlighten the influence of surface terminations, in-plane strain, system thickness and domain size in ultrathin films on the polarization in different ferroelectric phases. The effect of surface oxygen vacancies on the polarization and electronic structure has also been investigated. Low Energy electron microscopy (LEEM) and photoemission electron microscopy (PEEM) have been used to study the surface properties of ferroelectric polarization in reduced BaTiO3 single crystals, allowing to address the influence of oxygen vacancies on the ferroelectric polarization from experimental approaches, supporting the calculations results

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Marlec, Florent. "Nouveaux matériaux perovskites ferroélectriques : céramiques et couches minces issues de la solution solide (Sr₂Ta₂O₇)₁₀₀₋ₓ(La₂Ti₂O₇)ₓ." Thesis, Rennes 1, 2018. http://www.theses.fr/2018REN1S024/document.

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Abstract:

Ce travail de recherche porte sur l'étude d'un nouveau matériau issu de la combinaison de deux oxydes perovskites ferroélectriques Sr2Ta2O7 et La2Ti2O7 ; la solution solide résultante est formulée selon (Sr2Ta2O7)100 x(La2Ti2O7)x (STLTO). Notre étude comprend la synthèse de poudres, la réalisation de céramiques, le dépôt de films minces et leur caractérisation structurale, morphologique, élémentaire, optique, diélectrique et ferroélectrique. L'objectif visé à moyen terme pour ce matériau est son intégration dans des dispositifs hyperfréquences miniatures et reconfigurables. Pour cela, sont recherchées des permittivités élevées, variables sous champ électrique, afin d'atteindre une accordabilité du matériau, puis une reconfigurabilité en fréquence des antennes, par exemple. L'analyse structurale par diffraction des rayons X a confirmé, par la variation linéaire des paramètres de maille, la formation de la solution solide pour les compositions x ∊ [0-5]. Les analyses diélectriques menées à basses fréquences (1 100 kHz) sur les céramiques STLTO ont montré des valeurs maximales de permittivité (375) et d'accordabilité (55 % à 3 kV/mm), associées à des tangentes de pertes faibles (0,01), pour la composition x = 1,65. Les mesures en hautes fréquences (200 MHz – 18 GHz) sont en accord avec les résultats obtenus en basses fréquences. Le dépôt de films minces par pulvérisation cathodique réactive, réalisé à partir d'une cible de composition x = 1,65, produit des films s'apparentant à la phase Sr2,83Ta5O15, ce qui dénote une perte en strontium. Cependant, à basses fréquences, les films présentent des permittivités relativement élevées (130) pour des pertes faibles (0,01) avec une accordabilité modérée (A = 14,5% à 340 kV/cm à f =100 kHz). Le dépôt de films minces oxynitrures (Sr,La)(Ta,Ti)O2N, réalisé en atmosphère réactive Ar + N2, mènent à des échantillons colorés ayant des permittivités élevées (jusqu'à 3000 environ), mais avec des pertes également élevées (jusqu'à 2) et sans accordabilité. Par ailleurs, l'étude de films SrTaO2N a montré que ces composés sont adaptés pour la décomposition de l'eau sous lumière visible
This research focuses on the study of a new material resulting from the combination of two ferroelectric perovskite oxides Sr2Ta2O7 and La2Ti2O7; the resulting solid solution is formulating according to (Sr2Ta2O7)100 x(La2Ti2O7)x (STLTO). Our study includes the synthesis of powders, the realization of ceramics, thin film deposition and their structural, morphological, elemental, optical, dielectric and ferroelectric characterizations. The medium-term objective for this material is its integration into miniature and reconfigurable microwave devices. For this, high permittivity, variable under electric field, is required in order to achieve a tunability of the material, then a reconfigurability of the antennas, for example. Structural analysis by X-ray diffraction confirmed, by the linear variation of the cell parameters, the formation of the solid solution for the compositions x ∊ [0-5]. The dielectric analyzes carried out at low frequencies (1 - 100 kHz) on STLTO ceramics showed maximum values of permittivity (375) and tunability (55% at 3 kV/cm), associated with weak loss tangents (0,01), for the composition x = 1.65. The measurements at high frequencies (200 MHz – 18 GHz) are in agreement with the results obtained at low frequencies. The deposition of thin film by reactive sputtering, made from a target of composition x = 1.65, produces films similar at Sr2.83Ta5O15 phase, which denotes a loss of strontium. However, at low frequencies, the films have relatively high permittivity (130) for low losses (0.01) with moderate tunability (A= 14.5% at 340 kV/cm at f = 100 kHz). Deposition of oxynitride thin film (Sr,La)(Ta,Ti)O2N, carried out in Ar + N2 reactive atmosphere, leads to coloured samples having high permittivity (up to about 3000), but with equally high losses (up to 2) and without tunability. Moreover, the study of SrTaO2N showed that these compounds are suitable for the decomposition of water under visible light

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Chanthbouala, André. "Jonctions tunnel magnétiques et ferroélectriques : nouveaux concepts de memristors." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00932584.

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Abstract:

Durant ce travail de thèse, nous avons étudié deux concepts originaux de memristor fondés sur des effets purement électroniques. Un memristor est une nanorésistance variable non-volatile dont la valeur dépend de la quantité de charges qui l'a traversée. Ce composant est particulièrement prometteur pour des applications en tant qu'élément de mémoire binaire multi-niveaux ou en tant que synapse artificielle pour intégration dans des architectures de calculs neuromorphiques. Le premier concept, le memristor spintronique, se base sur une jonction tunnel magnétique dans laquelle une paroi magnétique est introduite. Par l'effet de magnétorésistance tunnel, la résistance de la jonction dépend de la configuration magnétique, et donc de la position de la paroi. La variation de résistance est obtenue en déplaçant la paroi grâce à un courant par effet de transfert de spin. Le deuxième concept, le memristor ferroélectrique, se base sur une jonction tunnel dont la barrière est ferroélectrique. La résistance d'une telle jonction dépend de l'orientation de la polarisation de la barrière ferroélectrique. Nous montrons qu'elle a un fort potentiel en tant qu'élément de mémoire binaire de part la vitesse et l'énergie d'écriture. Le comportement memristif est obtenu par un retournement progressif de la polarisation électrique. Les résultats expérimentaux obtenus apportent la preuve des concepts. Contrairement aux memristors existants basés sur des processus comme l'électromigration ou le changement de phase, ces deux concepts fondés sur des effets purement électroniques sont prometteurs en termes de rapidité et d'endurance.

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Lebon, Alexandre. "Influence de la direction de polarisation sur la coexistence de phases et la structure en domaines du ferroélectrique - relaxeur Pb(Zn1/3Nb2/3)O3 : une étude sur monocristal par diffraction des rayons X et diffusion Raman." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2001. http://www.theses.fr/2001ECAP0707.

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Abstract:

Pb(ZnI/3Nb2/3)03 (PZN) appartient à la famille des pérovskites complexes au plomb. C'est un ferroélectrique - relaxeur dont les propriétés électromécaniques remarquables justifient une étude en fonction de la direction de polarisation. En effet, bien que le moment dipolaire spontané soit parallèle à une direction <111>, ses propriétés piézoélectriques sont optimisées avec un cristal polarisé suivant une direction [001]. En l'absence de champ, la transition de phase cubique → rhomboédrique est diffuse en température et démarre à Tc = 385 ± 5 K. Des microdomaines rhomboédriques en nombre croissant se forment au sein de la phase cubique et pavent tout le cristal autour de 330 K. Au-dessous de Tc, l'application d'un champ électrique suivant [111] induit un état complexe constitué de macrodomaines rhomboédriques, de quelques dizaines de microns, qui sont séparés par des régions qui diffusent la lumière et sont contenues dans des plans {110}. Pour la direction [001], l'application d'un champ électrique induit une coexistence de phases monoclinique - quadratique. Un arrangement de 4 microdomaines monocliniques ordonnés symétriquement par rapport a la direction du champ a été obtenu au cours de processus de polarisation en descente sous champ. L'ensemble de nos données ont permis de construire un diagramme (E- T) pour la direction [00 l]. Enfin, sur la base de résultats de diffraction, une symétrie quadratique a été proposée pour les nanodomaines polaires a l'origine de la relaxation
Pb(Zn1l3Nb2/3)03 (PZN) is a complex lead based perovskite. This ferroelectric relaxor exhibits remarkable electromechanical properties that make necessary a study as a function of the direction of polarisation. In fact, even though the spontaneous polarisation is parallel to a <111> direction, its piezoelectric properties are optimised when the crystal is polarised along [001]. Spontaneously, the cubic → rhombohedral phase transition that occurs at Tc = 385 ± 5 K is diffuse in temperature. Rhombohedral microdomains appear within the cubic phase, as their number increases, they occupy all the crystal around 330 K. Below Tc, the application of an electric field along [111] induces a complex structure of rhombohedral macrodomains. These macrodomains of a few tens of microns are separated by regions that diffuse light and that belongs to {11O} plans. As the [001] direction of the applied electric field is concerned, a Monoclinic tetragonal phase coexistence is induced. In a field cooling process, a structure of 4 monoclinic microdomains is ordered symmetrically with respect to the direction of the electric field. All , our data enabled to build an electric field - temperature diagram (E-T) along [001]. At last, on the basis of structural data, a tetragonal symmetry is proposed for the nanopolar regions that give way to dielectric relaxation

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MʾKadmi, Allal. "Caractérisation diélectrique des cristaux liquides ferroélectriques." Lille 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LIL10059.

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Jaulin, Albéric. "Imagerie de polarisation haute cadence à l'aide d'un modulateur de lumière à cristaux liquides ferroélectriques." Mulhouse, 2007. https://www.learning-center.uha.fr/opac/resource/imagerie-de-polarisation-haute-cadence-a-laide-dun-modulateur-de-lumiere-a-cristaux-liquides-ferroel/BUS4043663.

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Abstract:

Nous proposons de mettre en oeuvre un prototype d'imageur de polarisation par l'utilisation d'un modulateur de lumière à cristaux liquides ferroélectriques. Ce travail réside dans la caractérisation et la commande optimisée de ce modulateur de manière à produire des images polarimétriques de Stokes à haute cadence, c'est-à-dire au delà de 200 Hz. Le modulateur à cristaux liquides ferroélectriques est utilisé comme une lame de rotation de polarisation permettant d'obtenir l'image du degré de polarisation linéaire partiel puis linéaire total à la longueur d'onde de référence du modulateur pour l'observation d'une scène dépolarisante en mouvement. En changeant de longueur d'onde, nous accédons au degré de polarisation complet, ainsi qu'au vecteur de Stokes de l'onde lumineuse observée. Nous avons apporté un outil rapide pour l'imagerie de polarisation. Les perspectives sont l'observation d'autres paramètres de polarisation sur des objets en mouvement tels que leur matrice de Mueller
We propose the implementation of an imaging polarimeter prototype using a ferroelectric liquid crystal light modulator. This study lies on the characterization and the optimized control of this modulator to obtain a high speed polarimetric Stokes image at a frame rate higher than 200 Hz. The ferroelectric liquid crystal modulator is first used as a rotating polarization waveplate to obtain images of partial linear degree of polarization. Then, images of total linear degree of polarization can be obtained at the modulator reference wavelength and can be used to observe moving depolarizing objects. Using another wavelength, we can obtain the complete degree of polarization and the Stokes vector of the considered light wave. We implemented a high-speed device for polarization imaging. Prospects of this implementation are observations of other polarization parameters (eg Mueller Matrix) of moving objects

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Kondovych, Svitlana. "Électrostatique des charges dans les couches minces diélectriques et ferroélectriques." Thesis, Amiens, 2017. http://www.theses.fr/2017AMIE0031/document.

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Abstract:

Nous explorons la variété des types d'interactions électrostatiques entre les charges dans des films minces à haute permittivité diélectrique, en analysant le cas particulier de l'interaction de Coulomb bidimensionnel logarithmique. Pour ce système, nous proposons une méthode de réglage du régime d'interaction à l'aide de l'électrode externe. Nous étudions ensuite les électrostatiques des charges étendues dans les matériaux diélectriques: des fils et des bandes chargés de manière homogène ou périodique. En s'appuyant sur les potentiels électrostatiques calculés de ces objets, nous abordons plusieurs applications possibles. Tout d'abord, nous suggérons la méthode non destructive pour mesurer la constante diélectrique des films minces déposés par un substrat par un condensateur à deux fils. Ensuite, nous étudions la formation des domaines dans des films ferroélectriques avec la polarisation dans le plan. L'apparition de la texture en domaines est causée soit par le bord chargé d'un échantillon de taille finie, soit par l'existence d'une paroi de domaine chargé dans le film. Les deux phénomènes augmentent l'énergie électrostatique de l'échantillon, ce qui stimule l'apparence des domaines pour minimiser l'énergie totale. Nous montrons que la taille équilibre du domaine dépend de la géométrie de l'échantillon et, pour les domaines dans le plan, elle viole la loi racine carrée de Kittel, étant inversement proportionnelle à l'épaisseur du film
We explore the various types of electrostatic interaction between charges in thin films with high dielectric permittivity, including the special case of the two-dimensional logarithmic Coulomb interaction, and propose a method of tuning the interaction regime using the external gate electrode. Changing the gate-to-film distance, one may alter the electrostatic screening length of the dielectric sample and control the ranges of different interaction types. We investigate next the electrostatics of extended charges in dielectric media, modeling the electrostatic potential distribution for charged wires, stripes and domain walls, with either homogeneous or periodic linear charge density. Basing on the calculated dependencies of the potential on the system geometry and material parameters, we discuss several possible applications: i ) we suggest the non-destructive method for measuring the dielectric constant of substrate deposited thin films by a two-wire capacitor; ii ) we study the domain structure formation in ferroelectric films with in-plane polarization. We show that for the in-plane striped 180˚ domain structure, induced by the discontinuity of the order parameter at the film edge, the equilibrium domain width violates the Kittel's square root law, being instead inversely proportional to the film thickness. The calculations for the in-plane domains, generated by the microscope tip or charged domain wall in the ferroelectric slab, demonstrate the conformity of the optimal domain length to the characteristic electrostatic length of the sample, and accord with the experimental data

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Kondovych, Svitlana. "Électrostatique des charges dans les couches minces diélectriques et ferroélectriques." Electronic Thesis or Diss., Amiens, 2017. http://www.theses.fr/2017AMIE0031.

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Abstract:

Nous explorons la variété des types d'interactions électrostatiques entre les charges dans des films minces à haute permittivité diélectrique, en analysant le cas particulier de l'interaction de Coulomb bidimensionnel logarithmique. Pour ce système, nous proposons une méthode de réglage du régime d'interaction à l'aide de l'électrode externe. Nous étudions ensuite les électrostatiques des charges étendues dans les matériaux diélectriques: des fils et des bandes chargés de manière homogène ou périodique. En s'appuyant sur les potentiels électrostatiques calculés de ces objets, nous abordons plusieurs applications possibles. Tout d'abord, nous suggérons la méthode non destructive pour mesurer la constante diélectrique des films minces déposés par un substrat par un condensateur à deux fils. Ensuite, nous étudions la formation des domaines dans des films ferroélectriques avec la polarisation dans le plan. L'apparition de la texture en domaines est causée soit par le bord chargé d'un échantillon de taille finie, soit par l'existence d'une paroi de domaine chargé dans le film. Les deux phénomènes augmentent l'énergie électrostatique de l'échantillon, ce qui stimule l'apparence des domaines pour minimiser l'énergie totale. Nous montrons que la taille équilibre du domaine dépend de la géométrie de l'échantillon et, pour les domaines dans le plan, elle viole la loi racine carrée de Kittel, étant inversement proportionnelle à l'épaisseur du film
We explore the various types of electrostatic interaction between charges in thin films with high dielectric permittivity, including the special case of the two-dimensional logarithmic Coulomb interaction, and propose a method of tuning the interaction regime using the external gate electrode. Changing the gate-to-film distance, one may alter the electrostatic screening length of the dielectric sample and control the ranges of different interaction types. We investigate next the electrostatics of extended charges in dielectric media, modeling the electrostatic potential distribution for charged wires, stripes and domain walls, with either homogeneous or periodic linear charge density. Basing on the calculated dependencies of the potential on the system geometry and material parameters, we discuss several possible applications: i ) we suggest the non-destructive method for measuring the dielectric constant of substrate deposited thin films by a two-wire capacitor; ii ) we study the domain structure formation in ferroelectric films with in-plane polarization. We show that for the in-plane striped 180˚ domain structure, induced by the discontinuity of the order parameter at the film edge, the equilibrium domain width violates the Kittel's square root law, being instead inversely proportional to the film thickness. The calculations for the in-plane domains, generated by the microscope tip or charged domain wall in the ferroelectric slab, demonstrate the conformity of the optimal domain length to the characteristic electrostatic length of the sample, and accord with the experimental data

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Ragheb, Mostafa. "Modélisation des propriétés des matériaux ferroélectriques displacifs monocristallins." Nantes, 2013. http://www.theses.fr/2013NANT2017.

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Abstract:

Les matériaux ferroélectriques displacifs présentent un intérêt croissant dans le domaine industriel, en particulier pour les télécommunications, du fait de l’accordabilité de leur permittivité ou de leur coefficient piézoélectrique. L’objectif de cette thèse vise à mieux comprendre les propriétés de ces matériaux en réalisant une étude théorique. À l’échelle nanométrique, les effets de la température, d’une contrainte mécanique ou d’un champ électrique appliqué sont examinés notamment en ce qui concerne leur impact sur la déformation de la cellule élémentaire et sur la variation du moment dipolaire associé à cette cellule. On peut alors exprimer la permittivité ou le coefficient piézoélectrique en fonction de ces grandeurs aussi bien en phase polaire qu’en phase non polaire. Si l’on souhaite décrire les propriétés des matériaux ferroélectriques displacifs à une échelle microscopique, il faut rajouter à la description précédente la notion de domaine de polarisation. Lorsque le matériau est soumis à une sollicitation externe, les parois qui séparent les différents domaines se déplacent. L’étude de ce mouvement permet d’obtenir la variation de la polarisation, de la déformation, de la permittivité ou du coefficient piézoélectrique en fonction du champ électrique appliqué ou de la contrainte mécanique exercée (cycles d’hystérésis et cycles papillon). Le rôle des défauts présents dans le matériau est pris en compte en considérant le piégeage et le dépiégeage des parois par ces défauts. Un distinguo est réalisé entre les cycles mineurs, où la densité de parois de domaine est constante, et les cycles majeurs où l’on doit tenir compte de la variation de cette densité de parois
The ferroelectric displacive materials present an increasing interest in the industrial field, in particular for telecommunications, because of the tunability of the permittivity or of the piezoelectric coefficient. The objective of this PhD thesis is a better understanding of the properties of these materials by carrying out a theoretical study. At the nanometric scale, the effects of temperature, of a mechanical stress or of an applied electric field are examined in particular in terms of the deformation of the unit cell and the change of the dipole moment. It is then possible to obtain the permittivity or the piezoelectric coefficient according to these variables, in the both polar and non-polar phases. To describe the properties of a ferroelectric displacive material at microscopic scale, we must add to the previous description the notion of domain of polarization. When the material is submitted to an external solicitation, the walls separating the different domains move. The study of this motion provides the variation of the polarization, of the deformation, of the permittivity or of the piezoelectric coefficient as a function of applied electric field or mechanical stress (hysteresis and butterfly loops). The role of defects in the material is taken into account by considering pinning and depinning of the walls by these defects. A distinction is carried out between minor loops, for which the density of domain walls is constant, and the major loops where one must take into account the variation of the density of walls

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Boulos, Madona. "Elaboration de poudres de titanates par chimie douce, caractérisation, mise en forme de céramiques et de couches, et propriétés électriques : application aux matériaux à très fortes valeurs de permitivité." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30261.

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Abstract:

Des grains nanométriques de titanate de baryum ont été obtenus par synthèse hydrothermale à 150 et 250°C et à partir de précurseur BaCl2. 2H2O/TiCl3 ou TiO2,. Le frittage à 1250°C pendant 10 ou 20 h a conduit à descéramiques de densité supérieure à 95%. Ces céramiques présentent une structure bimodale constituée de gros grains (60 µm) dans une matrice de petits grains (1µm). Des permittivités électriques relatives supérieures à 7000 (poudre ex-TiCl3) ou à 11000 (poudre ex-TiO2) sont notées à la température de Curie. Les couches épaisses présentent une permittivité supérieure à 4000. Des poudres de BaTiO3 dopé au lanthane ont été préparées par coprécipitation. Les céramiques correspondantes présentent une microstructure homogène. La température de Curie diminue et la permittivité relative augmente jusqu'à 10 000 avec l'augmentation de la teneur en La3+. Les matériaux frittés par SPS montrent des propriétés électriques exceptionnelles. Des matériaux à base de CaCu3Ti4O12 a été préparés par coprécipitation. Les céramiques obtenues présentent de très bonnes caractéristiques électriques liées à la présence de phases supplémentaires de CuO
Nanometric powders of BaTiO3 have been prepared by hydrothermal method at 150 and 250°C using BaCl2. 2H2O/TiCl3 or TiO2 as precursors. Ceramics showing 95% of densification are obtained after sintering at 1250°C for 10 and 20 h. These ceramics present a heterogeneous microstructure. The grain size and the grain distribution in the ceramic bulk govern the electrical properties. Thick layers present a relative permittivity higher then 4000 at the curie temperature. La-doped BaTiO3 has been prepared by the oxalate method. The obtained ceramics showed a uniform microstructure. The Curie temperature is displaced to lower temperatures and the relative permittivity increases up to 10000 with increasing La3+ concentration. Ceramics sintered by spark plasma sintering showed electrical properties that are significantly different from those of conventionnally sintered ones. The coprecipitation has been used to synthesize materials based on CaCu3Ti4O12. Three main types of ceramics were obtained. The presence of CuO phase beside the CCT plays an important role for enhancing the dielectric properties

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Gallé, Nicolas. "Propriétés optiques et électro-optiques de cellules de cristaux liquides ferroélectriques en configuration torsadée." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2007/50376-2007-333.pdf.

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Abstract:

Ce travail concerne les études expérimentales et théoriques de la réponse électro-optique de cellules de cristaux liquides SmC* en configuration torsadée. Les effets des paramètres physiques du cristal liquide, du confinement et ceux de la présence d'impuretés ioniques sur le comportement des cellules ont été clairement identifiés et analysés. Une attention particulière a été portée sur les rôles de la polarisation spontanée et de la dynamique des charges ioniques. Le modèle statique que nous avons développé a permis d'analyser les influences combinées de la structure torsadée et du vecteur polarisation spontanée Ps sur l'intensité transmise. Les divergences de Ps se traduisent par l'apparition de charges de polarisation. Ce modèle a permis de calculer la distribution de l'angle azimutal j(z), le champ électrique interne et la transmission de la lumière par les cellules placées entre polariseurs parallèles. Les courbes de transmission en fonction de la tension appliquée présentent une forme en « V ». Cette forme est principalement liée à la polarisation spontanée, à l'épaisseur de la cellule et aux couches d'alignement. Le modèle dynamique proposé rend compte des décalages, du « V », observés expérimentalement. L'interaction des charges ioniques avec les charges de polarisation modifie profondément les distributions de j(z) et donne lieu à un champ ionique interne. La présence de ce champ ioniques quand aucune tension n'est appliquée est à l'origine de deux modes de fonctionnement. Aux hautes fréquences (i. E F>10Hz) ce champ influence la distribution de j(z) et l'allure de la courbe de transmission est déformée, le paramètres pertinent est alors la densité en charge ionique. Aux basses fréquences, selon la densité et la mobilité ionique, les charges ioniques se redistribuent continuellement en suivant les charges de polarisation et le champ appliqué. La distribution de j(z), et par suite,la courbe de transmission, sont donc profondément modifiées. Les mesures de la transmission électro-optique confirment l'ensemble des résultats et montrent que les forces d'ancrages jouent un rôle important.

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Martin, Simon. "Caractérisation électrique multi-échelle d'oxydes minces ferroélectriques." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI145/document.

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Abstract:

Les matériaux ferroélectriques sont des matériaux qui possèdent une polarisation spontanée en l'absence de champ électrique, leur conférant plusieurs propriétés intéressantes du point de vue des applications possibles. La réduction de l'épaisseur des couches ferroélectriques vers des films minces et ultra-minces s'est avérée nécessaire notamment en vue de leur intégration dans les dispositifs de la micro et nano-électronique. Cependant, cette diminution a fait apparaître certains phénomènes indésirables au sein des couches minces tels que les courants de fuite. La caractérisation électrique de ces matériaux reste donc un défi afin de comprendre les mécanismes physiques en jeu dans ces films, d'autant qu'une information à l'échelle très locale est maintenant requise. Il est donc nécessaire de faire progresser les techniques de mesure électrique pour atteindre ces objectifs. Durant cette thèse, nous mesurons la polarisation diélectrique de l'échelle mésoscopique jusqu'à l'échelle nanométrique en utilisant des caractérisations purement électriques constituées de mesures Polarisation-Tension, Capacité-Tension et Courant-Tension mais aussi des mesures électromécaniques assurées par une technique dérivée de la microscopie à force atomique et nommée Piezoresponse Force Microscopy. Au cours de nos travaux, nous montrons la limite de certaines techniques de caractérisation classiques ainsi que les artéfacts affectant la mesure électrique ou électromécanique et pouvant mener à une mauvaise interprétation des résultats de mesure. Afin de pousser nos investigations plus loin, nous avons développé de nouvelles techniques de mesure pour s'affranchir de certains signaux parasites dont nous exposerons le principe de fonctionnement. Nous présentons les premières mesures directes de polarisation rémanente à l'échelle du nanomètre grâce à une technique que nous nommons nano-PUND. Ces techniques et méthodes sont appliquées à une variété importante de matériaux tels que Pb(Zr,Ti)O3, GaFeO3 ou BaTiO3 dont, pour certains, la ferroélectricité n'a jamais été démontrée expérimentalement sans ambiguïté
Ferroelectric materials show a spontaneous dielectric polarisation even in the absence of applied electric field, which confers them interesting possibilities of applications. The reduction of the thickness of ferroelectric layers towards ultra-thin values has been necessary in view of their integration in micro and nano-electronic devices. However, the reduction of thickness has been accompanied by unwanted phenomena in thin layers such as tunneling currents and more generally leakage currents. The electrical characterization of these materials remains a challenge which aims at better understanding the physical mechanisms at play, and requires now a nanometric spatial resolution. To do so, it is thus mandatory to enhance the techniques of electrical measurement. In this work, we measure the dielectric polarisation of ferroelectric films from mesoscopic scale down to the nanometric scale using purely electric characterisation techniques (Polarisation vs Voltage, Capacitance vs Voltage, Current vs Voltage), but also electro-mechanical techniques like Piezoresponse Force Microscopy which derives from Atomic Force Microscopy. We show the limits of several classical techniques as well as the artefacts which affect electrical or electro-mechanical measurement and may lead to an incorrect interpretation of the data. In order to push the investigation further, we have developed and we describe new measurement techniques which aim at avoiding some parasitic signals. We present the first direct measurement of the remnent polarisation at the nanoscale thanks to a technique which we call « nano-PUND ». These techniques and methods are applied to a large variety of materials like Pb(Zr,Ti)O3, GaFeO3 or BaTiO3 which (for some of them), ferroelectricity has not been measured experimentally

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Haumont, Raphaël. "Rotation de la polarisation dans les systèmes morphotropiques : cas de Pb(Sc1/2Nb1/2)O3-PbTiO3." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2004. http://www.theses.fr/2004ECAP0960.

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Abstract:

Le travail de cette thèse a pour objectif d'explorer la structure cristallographique de la région morphotropique (Morphotropic Phase Boundary) des solutions solides à structure pérovskite (relaxeur-PbTiO3) aux remarquables propriétés piézoélectriques comme PMN-PT, PZN-PT et PSN-PT. La MPB délimite une région symétrie rhomboédrique R3m (PSN) d'une région tétragonale P4mm (PbTiO3). Nous avons établi qu'avec la substitution croissante de titane x, la polarisation spontanée subit une rotation complexe entre les directions <111> et <001> via les plans de symétrie de phases monocliniques de groupe d'espace Cm et Pm : R3m (PSN) - Cm - (Cm + Pm) - (Pm + P4mm) - P4mm (PT). Un traitement systématique des profils de diffraction en température a permis de suivre la stabilité thermique de ces diverses phases ferroélectriques et un diagramme de phase complet de PSN-PT a ainsi pu être proposé. Nous avons enfin élaboré et caractérisé des couches minces de PSN-PT : avec la substitution chimique et la température, la contrainte mécanique bidirectionnelle exercée par un substrat est un paramètre qui modifie profondément la symétrie du système PSN-PT. Regroupées et corrélées avec les résultats extraits de la diffraction de rayons X et de neutrons, des données obtenues par spectroscopie Raman, mesures diélectriques et calcul ab-initio ont permis de proposer un modèle microscopique rendant compte de l'apparition et de la disparition de ces phases monocliniques dans le système PSN-PT. Ce mécanisme, que l'on pense généralisable aux autres morphotropiques, repose sur la très forte hétérogénéité chimique intrinsèque de ces systèmes et au rôle prépondérant du désordre du plomb
The work of this thesis aims to explore the crystallographic structure of the Morphotropic Phase Boundary (MPB) of the solid solutions with perovskite structure (relaxor-PbTiO3) with the remarkable piezoelectric properties like PMN-PT, PZN-PT and PSN-PT. The MPB delimits the rhomboedral symmetry R3m area (PSN) of the tetragonal P4mm (PbTiO3) area. We established that, with the increasing of titanium substitution, spontaneous polarization undergoes a complex rotation between the <111> and <001> directions via the symmetry planes of monoclinic phases (Cm and Pm space groups): R3m (PSN) - Cm - (Cm + Pm) - (Pm + P4mm) - P4mm (Pt). Thanks to complete treatments of the diffraction profiles versus temperature, it is possible to follow the thermal stability of these various ferroelectric phases and thus, a complete diagram of phase of PSN-PT was proposed. We also characterized PSN-PT thin films : with chemical substitution and the temperature, the bidirectional mechanical constraint induced by a substrate is a parameter which deeply modifies the ground state. Gathered and correlated with results extracted of the x-ray and neutrons diffractions, data obtained by Raman spectroscopy, dielectric measurements and calculation ab-initio allowed to propose a microscopic model accounting for the appearance and the disappearance of these monoclinic phases in system PSN-PT. This mechanism, -that we think can be generalizable of the others morphotropic systems, is based on the very strong intrinsic chemical heterogeneity of these systems and on the dominating role of the (polar) disorder of lead atoms

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Nguyen, Dinh Quang. "Etude de matériaux ferroélectriques à base de titanate de baryum : application à l'intégration de composants passifs en électronique de puissance." Toulouse 3, 2006. http://www.theses.fr/2006TOU30015.

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Abstract:

Ce travail concerne l'étude de matériaux ferroélectriques à base de titanate de baryum et leur application dans le cadre de l'intégration de composants passifs en électronique de puissance. Les principales caractéristiques électriques de matériaux à base de titanate de baryum purs ou dopés sont déterminées (permittivité, pertes diélectrique) et ce quelle que soit leur forme (céramique ou couches épaisses) et quelle que soit la technique de frittage mise en œuvre (classique ou frittage flash, SPS). Les céramiques obtenues à partir de poudres synthétisées par la méthode hydrothermale ou par co-précipitation et frittées classiquement (à 1250°C pendant 10h ou 20h) montrent une permittivité élevée, de l'ordre de 11000 à la température de Curie et de 3100 à température ambiante. Ces valeurs sont respectivement de l'ordre de 9400 et de 8500 pour les céramiques dopées au lanthane. De plus, les céramiques de composition identique, frittées par SPS, présentent des permittivités colossales (270000 à la température ambiante) et relativement stables avec la température. Des corrélations entre les propriétés électriques, la microstructure et le procédé de fabrication de la céramique sont proposés. Dans une deuxième étape, après optimisation de leurs propriétés, ces matériaux sont utilisés dans le cadre de l'intégration de composants passifs. Ainsi, en vue de réaliser un filtre, le matériau diélectrique de forte permittivité est associé à un conducteur présentant une grande perméabilité. Les premiers résultats obtenus sont intéressants. Les prototypes fabriqués assurent les exigences du filtre passe – bas intégré pour un convertisseur (volume réduit et atténuation supérieure à 40 dB/décade). La structure proposée s'adapte bien à la méthode de dépôt envisagée : la technique de sérigraphie. On peut ainsi déposer des couches épaisses de diélectrique et de conducteurs en superposition et les co-fritter. L'ensemble du procédé de fabrication d'un filtre intégré a pu être optimisé
This work concerns the study of ferroelectric materials based barium titanate and their application to the integration of passive components in power electronics. The main electric characteristics of pure or doped barium titanate materials are determined (permittivity, dielectric losses) for two different types of samples (ceramics or thick films) and whatever the technique of sintering (classical or spark plasma sintering). The ceramics obtained from powders synthesised by hydrothermal or by co-precipitation method and classical sintering (1250°C during 10h or 20h) present a high permittivity (11000 at the Curie temperature and 3100 at room temperature). These values are respectively of 9400 and of 8500 for the La – doped BaTiO3 ceramics. The ceramics with identical composition and sintered by SPS (Spack Plasma Sintering) present a colossal (270000 at room temperature) and a behaviour stable permittivity with the temperature. Correlations between the electrical properties, the microstructure and the manufacture process of the ceramics are proposed. .

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Kaczmarek, Jean. "Mise en évidence des phénomènes de photoconduction dans des cristaux liquides ferroélectriques photosensibles." Thesis, Lille, 2018. http://www.theses.fr/2018LIL1R028.

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Abstract:

Les cristaux liquides ferroélectriques (CLF), photosensibles, sont susceptibles de générer des charges de surfaces s’ils sont soumis à un champ électrique ; cette propriété est mise à profit dans les dispositifs d’affichages à cadence rapide. Les CLF utilisés dans ce travail présentent une phase smectique C* ferroélectrique ; l’un est un mélange commercial utilisé comme matériau hôte, l’autre, un dérivé azobenzénique photosensible utilisé comme dopant (1, 3, 5%). Les propriétés optiques et ferroélectriques ont été étudiées en fonction de la concentration, de la température et du champ électrique, sans et sous illumination UV (à 365 nm) en phase SmC* ; le dopage et l’illumination engendrent la réduction de l’ordre smectique ; l’illumination UV induit la photo-isomérisation Trans-Cis, la polarisation spontanée diminue avec l’ajout de dopant et l’illumination UV. Des mesures du temps de vol des charges (trous/électrons) photogénérées par impulsion laser- technique développée au laboratoire par ce travail – mettent en évidence un photocourant de type dispersif et ambipolaire, dont l’intensité varie avec le champ électrique et la température. L’influence du champ interne propre à la phase SmC se traduit sur le photocourant par le passage d’intensités négatives vers des intensités positives pour les trous et pour les électrons. Les trous présentent des valeurs de mobilités plus élevées que les électrons. Le mécanisme de conduction, déduit des modèles d’Arrhénius et de Bassler, est un déplacement de charge par sauts successifs entre molécules voisines. Pour les mélanges, le dopant réduit le temps de transit des charges et conduit à des valeurs de mobilités élevées et constantes avec la température ; le dopant agit en renforçant la cohésion des couches smectiques, et réduit la viscosité du mélange. En configuration Cis le signal conserve son caractère ambipolaire et dispersif mais tend à s’atténuer avec le dopage et à disparaître sous UV
Ferroelectrical materials possess the remarkable property to orienting themselves and generating surfaces charges under electric field. Dipole movements can be observed by measuring internal electric field or spontaneous polarization under alternative electric field. These organic materials are widely used in fast display devices. The aim of this work was to propose a direct current measurement of photoconduction phenomenon in ferroelectric non-photosensitive and photosensitive liquid crystals by charge carrier transport in SSFLC devices using time of flight methodology. The proposed method is based on charge carrier transport determination which providing access to characteristics parameters like mobility. Differentprocedures have been presented for mobility estimation from adding increasing dopant concentrations, electrical field and temperature, as well as charge behaviour pattern for exploitation and description. This materials show real influence of several parameters on the photocurrent shape signal and different mobility values under large scales of temperature. The validation of the method on photosensitive ferroelectric materials and obtained results by data treatment show that this method can be used to characterize another liquid crystal whatever its phase including SmC*

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Wicker, Arsène. "Films minces de polymères ferroélectriques : étude de la croissance orientée par épitaxie et de la polarisation par génération du second harmonique de la lumière." Grenoble 1, 1990. http://www.theses.fr/1990GRE10053.

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Abstract:

Les films minces du polymère ferroélectrique polyfluorure de vinylidène PVDF et du copolymère polyfluorure de vinylidène-trifluoroéthylène P(VDF-TrFE), dont l’épaisseur est de l'ordre du micron ou moins ont de nombreuses applications potentielles. La production et la caractérisation de tels films est abordée sous deux aspects: a) l’élaboration de films de structure contrôlée en utilisant une nouvelle technique: l’épitaxie par évaporation-cracking sur différents substrats et b) la polarisation de films réalisés par laquage. A) Quel que soit le substrat utilisé pour l’épitaxie, le PVDF cristallise en phase non polaire alpha avec le plan de contact (ac), les dipôles C-F2 étant orientés parallèlement au substrat. Sur le substrat ferroélectrique sulfate de glycocolle, les épitaxies sont différentes selon le signe du domaine: la présente méthode d’évaporation-cracking apparaît donc comme une nouvelle technique de décoration de ces domaines avec une résolution inhabituelle, de l'ordre de 10 nm. B) La polarisation ferroélectrique de films de copolymère P(VDF-TrFE) réalisés par laquage est mesurée par génération du second harmonique de la lumière. Cette technique possède l'avantage par rapport aux mesures diélectriques classiques de ne pas être sensible au déplacement des charges présentes dans le matériau. Les films polarisés font apparaître une direction de phase-matching qui correspond à une direction de propagation proche du plan du film. L’homogénéité spatiale de la polarisation ferroélectrique est évaluée en enregistrant des cartes de l’intensité de second harmonique; la stabilité en température de la polarisation est également étudiée. Les variations de l’intensité de S. H. En fonction du champ électrique de polarisation appliqué permettent de définir le cycle d’hystérésis de second harmonique ainsi que ses variations en fonction de la température.

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Dubreuil, Matthieu. "Développement d'un polarimètre de Mueller instantané par codage en longueur d’onde : application à la caractérisation de cristaux liquides ferroélectriques." Brest, 2010. http://www.theses.fr/2010BRES2042.

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Abstract:

Les polarimètres de Mueller sont des instruments qui mesurent la réponse polarimétrique linéaire complète d’un milieu, dans le but de déterminer ses propriétés de dichroïsme, de biréfringence et de dépolarisation. Jusqu’à présent, ces instruments utilisaient une génération séquentielle des multiples états de polarisation nécessaires au calcul d’une matrice de Mueller, leur temps d’acquisition étant donc limité à la milliseconde. Nous proposons dans cette thèse de développer le premier polarimètre de Mueller dont le codage de la polarisation est effectué dans le domaine spectral, ce qui permet une génération parallèle des états de polarisation. Le temps d’acquisition d’une matrice de Mueller est alors limité par le temps d’intégration du détecteur, qui peut être potentiellement très court (
Mueller matrix polarimeters allow the acquisition of the full linear polarimetric response of a medium, and lead to the knowledge of its dichroism, birefringence and depolarization properties. By now, those setups used to generate the multiple states of polarization necessary for the calculation of a Mueller matrix in a sequential way, which limits their acquisition time at the millisecond scale. In this work, we propose the development of the first experimental Mueller matrix polarimeter with a spectral encoding of the polarization, so as to parallelize the generation of polarization’s states. The acquisition time of a Mueller matrix is thus limited by the acquisition time of the detector, and could be very short (

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Gendre, Luc. "Conception et réalisation d'un polarimètre de Stokes haute cadence à division temporelle utilisant un unique modulateur à cristaux liquides ferroélectriques pour moduler la polarisation." Phd thesis, Université de Haute Alsace - Mulhouse, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00713656.

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Abstract:

L'imagerie de polarisation apporte des informations complémentaires à l'imagerie conventionnelle. L'oeil humain n'étant cependant pas sensible à la polarisation de la lumière, l'utilisation d'équipements spécifiques est indispensable. Depuis le XIXème siècle, des scientifiques étudient la polarisation de la lumière: d'abord avec de simples lames polarisantes, puis depuis une vingtaine d'années à l'aide de modulateurs à cristaux liquides (CL). Ces derniers présentent un avantage considérable par rapport aux lames polarisantes: ils permettent des vitesses de modulation de la polarisation de la lumière qui ne peuvent être atteintes avec des lames orientées mécaniquement. Les CL nématiques alignés parallèlement et les CL nématiques en hélice sont les plus répandus aujourd'hui, que ce soit dans des équipements grand public tels que les écrans d'ordinateur, ou dans des équipements professionnels. Ils fonctionnent à des fréquences maximales de l'ordre de 50Hz. La vitesse de fonctionnement de ces CL peut toutefois encore être dépassée en utilisant des CL ferroélectriques, pouvant atteindre le kiloHertz. Ces éléments sont rapportés dans la littérature comme des éléments bistables, donc ne permettant pas de moduler la polarisation incidente de manière accordable, contrairement aux CL nématiques. En d'autres termes, un seul modulateur à CL ferroélectriques ne permet a priori pas d'analyser la totalité de la polarisation. Seulement une fraction de la polarisation linéaire du faisceau incident peut être identifiée.Le présent travail vise à montrer qu'a posteriori des CL ferroélectriques convenablement commandés peuvent être utilisés de manière accordable pour analyser la totalité de la polarisation. Partant d'un modulateur à CL ferroélectriques conventionnel, il est montré dans un premier temps que l'on peut analyser la totalité de la polarisation linéaire dès lors que la commande électrique est adaptée. Puis dans un deuxième temps, en exploitant la dépendance en longueur d'onde du comportement du modulateur, nous démontrons que cet élément optique peut être utilisé pour analyser la totalité de la polarisation du faisceau incident, c'est-à-dire la composante linéaire aussi bien que circulaire. Un polarimètre à division temporelle est développé pour prouver la faisabilité d'un polarimètre n'utilisant qu'un seul et unique modulateur à CL ferroélectriques pour tout élément polarisant. Un défaut a également été mis en évidence dans la restitution de l'information de polarisation avec un polarimètre à division temporelle lors de l'observation d'objets en mouvement. Avec un tel système, l'acquisition des différentes images d'intensités nécessaires à l'estimation de l'information de polarisation se fait séquentiellement. Par conséquent, le mouvement d'un objet dans la scène pendant la phase d'acquisition se répercute sur la séquence d'images d'intensités, ce qui produit des artéfacts lors de l'estimation de la polarisation. Des solutions à ce problème sont proposées.

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Dubreuil, Matthieu. "Développement d'un polarimètre de Mueller instantané par codage en longueur d'onde. Application à la caractérisation de cristaux liquides ferroélectriques." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00602923.

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Abstract:

ilieu, dans le but de déterminer ses propriétés de dichroïsme, de biréfringence et de dépolarisation. Jusqu'à présent, ces instruments utilisaient une génération séquentielle des multiples états de polarisation nécessaires au calcul d'une matrice de Mueller, leur temps d'acquisition étant donc limité à la milliseconde. Nous proposons dans cette thèse de développer le premier polarimètre de Mueller dont le codage de la polarisation est effectué dans le domaine spectral, ce qui permet une génération parallèle des états de polarisation. Le temps d'acquisition d'une matrice de Mueller est alors limité par le temps d'intégration du détecteur, qui peut être potentiellement très court. L'objet de la thèse a été dans un premier temps de valider expérimentalement un polarimètre de Mueller par codage en longueur d'onde, que nous avons dénommé "le polarimètre de Mueller instantané". Il s'agit d'utiliser une source large bande (10nm), des lames de phases d'ordre élevé et un spectromètre couplé à une caméra CCD pour disperser tous les états de polarisation. L'étalonnage de l'instrument a été effectué, et s'appuie sur une modélisation détaillée des composants optiques utilisés dans le montage. La précision du polarimètre a été évaluée à 3%, grâce à des mesures sur des milieux connus. La stabilisation du polarimètre a également été envisagée, pour prendre en compte les dérives dues à la température et aux contraintes appliquées à la fibre optique. Enfin, deux pistes théoriques d'optimisation ont été proposées, à savoir le choix idéal de la configuration d'épaisseur des lames de phase et l'utilisation d'un polarimètre à deux voies de détection. L'instrument a ensuite été utilisé pour caractériser de manière statique et dynamique des cellules à cristaux liquides ferroélectriques (pure et stabilisée par polymère) en dispositif SSFLC. Cela a permis d'une part, de prouver que l'exploitation de la matrice de Mueller est avantageuse pour évaluer des organisations moléculaires dans ces échantillons, grâce à la variété d'information qu'elle propose. Puis, ces études ont également prouvé la faisabilité d'acquérir simplement et avec une bonne résolution temporelle des dynamiques de réorientations rapides ( ∼ 100μs ) avec le polarimètre instantané. Nous avons ainsi été capables en particulier de mettre en évidence le mouvement des couches smectiques lors d'une transition "up"/"down" dans une cellule SSFLC.

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Boudot, Cécile. "Transitions de phase sous champ électrique dans la thiourée." Nancy 1, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10087.

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Étude des propriétés diélectriques de la thiourée hydrogénée par mesure de la constante diélectrique, de la polarisation, de la réponse pyroélectrique et du cycle d'hystérésis. Établissement du diagramme de phases dans le plan (E,T). Analyse théorique à partir d'une fonctionnelle d'énergie dérivée du modèle phénoménologique de Landau

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Restoin, Christine. "Inversion périodique de domaines ferroélectriques par faisceau d'électrons sur Ti:LiNbO3 : Contribution à la réalisation d'un convertisseur en longueurs d'onde indépendant de la polarisation (lambda = 1,55 micro m)." Limoges, 2000. http://www.theses.fr/2000LIMO0010.

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Abstract:

L’inversion périodique de domaines ferroélectriques dans un cristal de niobate de lithium permet de réaliser des processus de conversion de longueurs d'onde par la technique du quasi-accord de phase (QAP) ; les applications sont envisagées dans le domaine des télécommunications optiques (réseaux WDM). La technique d'inversion la plus répandue est le poling électrique ; néanmoins, le bombardement électronique, développé dans le cadre de ma thèse, est très prometteur car il ne nécessite pas d'étape de lithographie, ce qui permet un contrôle accru de la résolution des domaines. Le faisceau d'électrons utilisé est issu d'un microscope électronique à balayage (MEB), associé à une application de conception de composants optiques et de pilotage du faisceau permettant de réaliser toutes sortes de structures comme les réseaux de domaines inverses. Les paramètres expérimentaux de préparation des échantillons et d'irradiation ont été étudies et leur influence sur le phénomène d'inversion a ainsi été évaluée. Ces travaux ont permis de réaliser des réseaux ayant un pas compris entre 6,56 et 30 m sur des échantillons de niobate de lithium avec et sans guide de titane. L’observation de ces réseaux au microscope optique, au MEB et par diffraction laser, montre que leurs dimensions (pas et rapport cyclique) sont respectées sur la face irradiée. Les expériences de génération de second harmonique menées sur des échantillons de linbo 3 massif a partir d'une source nd : yag, montrent que la structure de domaines inverses à l'intérieur du cristal n'a pas les dimensions souhaitées. En effet, le coefficient de non linéarité effective mesure est plus faible que la valeur attendue. Les domaines inverses ne se propagent donc pas perpendiculairement à la face irradiée dans l'épaisseur de l'échantillon. Cependant, ce phénomène n'est pas gênant dans le cadre des travaux développés ici car le processus de conversion de fréquence doit être réalisé dans la zone guidante près de la face irradiée où les dimensions des réseaux sont respectées.

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Benabdallah, Feres. "Evolution des propriétés diélectriques, ferroélectriques et électromécaniques dans le système pseudo-binaire (1-x)BaTi0.8Zr0.2O3- xBa0.7Ca0.3TiO3 / Corrélations structures et propriétés." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00879222.

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Abstract:

Ce travail de thèse a pour objectif la caractérisation des propriétés physico-chimiques descéramiques de composition (1-x) BaTi0.8Zr0.2O3-x Ba0.7Ca0.3TiO3 préparées par frittage conventionnelet frittage flash (SPS). Les études structurales réalisées au voisinage du point triple (x≈ 0.32) à l'aidede la diffraction des RX de haute résolution (synchrotron) sur poudre ont introduit des modificationsmajeures sur le diagramme de phase température-composition déjà proposé. La réponseélectromécanique géante mesurée est alors corrélée à la dégénérescence du profil de l'énergie libreinduite par les instabilités structurales. De plus, la flexibilité de la polarisation sous contraintesthermique et électrique est couplée à un assouplissement de la maille cristalline. Ces deuxcaractéristiques contribuent ensemble à une réponse électromécanique colossale via une forteactivité des murs de domaine. La dégradation des propriétés diélectriques, ferroélectriques etpiézoélectriques pour les céramiques BCTZ (x=0.32 et 0.5) élaborées par frittage flash estessentiellement attribuée aux fluctuations importantes de composition et à la stabilisation de laconfiguration des murs de domaines avec la diminution de la taille des grains.

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Bruyer, Emilie. "Propriétés structurales, électroniques et ferroélectriques de systèmes Ln₂Ti₂O₇ (Ln=lanthanides) et d'hétérostructures SrTiO₃ / BiFeO₃." Thesis, Artois, 2012. http://www.theses.fr/2012ARTO0401/document.

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Ce manuscrit est consacré à l’analyse théorique et expérimentale d’oxydes Ln2Ti2O7 (Ln = La, Nd, Sm, Gd) et BiFeO3.Les propriétés physiques de La2Ti2O7 et Nd2Ti2O7 ont été investiguées au moyen de calculs ab initio, confirmant ainsi leur ferroélectricité. D’autres oxydes de la famille Ln2Ti2O7, Sm2Ti2O7 et Gd2Ti2O7, ont ensuite été étudiés selon les mêmes méthodes théoriques. Nos calculs ont révélé une meilleure amplitude de polarisation pour ces composés par rapport au La2Ti2O7 et au Nd2Ti2O7. La deuxième partie de ce travail est consacrée aux propriétés structurales, électroniques et ferroélectriques du BiFeO3. L’évolution de ses propriétés lorsqu’il est soumis à une contrainte épitaxiale ont été investiguées au moyen de calculs ab-initio et de mesures en microscopie à champ proche réalisées sur des couches minces déposées sur un substrat de SrTiO3(001). Nos résultats mettent en évidence une modification de la structure interne du matériau sous effet de contrainte, qui se traduit par une réorientation progressive de la polarisation spontanée suivant la direction [001]. Notre étude s’est ensuite tournée vers l’élaboration et l’analyse des propriétés structurales et ferroélectriques de superréseaux (SrTiO3)n(BiFeO3)m. Nos calculs ont mis en évidence que la contrainte épitaxiale imposée au superréseau offrait un contrôle accru des propriétés du BiFeO3 par rapport à son comportement lorsqu’il est déposé seul en couches minces. Les analyses en microscopie à champ proche ont montré une réduction de la tension coercitive de tels films par rapport à celle mesurée sur des bicouches SrTiO3/BiFeO3 ou sur une couche mince de BiFeO3
In this work, first-principles calculations and experimental measurements have been done in order to investiguate the structural, electroniq and ferroelectric properties of Ln2Ti2O7 (Ln = La, Nd, Sm, Gd) and BiFeO3 oxydes. Calculations on La2Ti2O7 and Nd2Ti2O7 confirmed their ferroelectricity. Other oxydes belonging to the Ln2Ti2O7 family have also been investigated. The results showed an enhancement of the spontaneous polarization within these compounds compared to that of La2Ti2O7 and Nd2Ti2O7. The second part of this work is related to the structural and ferroelectric properties of bismuth ferrite BiFeO3. The evolution of its properties when undergoing an epitaxial strain have been investigated by ab initio calculations and piezoresponse force microscopy measurements on thin films deposited on a (001)-SrTiO3 substrate. Our results showed a modification of the inner structure of BiFeO3 under stain, leading to a continuous reorientation of the spontaneous polarization vector towards [001]. The third part of our study consists in the computational design and synthesis of (SrTiO3)n(BiFeO3)m superlattices. Our calculations showed that epitaxial strain imposed to the superlattice brings a further control of physical properties of BiFeO3 as compared with its behaviour when deposited alone in a thin film. PFM analysis showed a decrease of the coercive field for STO/LNO/(STO)n(BFO)m superlattices as compared with those measured on STO/BFO bi-layers and on BiFeO3 thin films

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Rendón, Barraza Carolina. "Polarization-resolved nonlinear microscopy in metallic and ferroelectric nanostructures for imaging and control in complex media." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4365.

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Abstract:

Les signaux non linéaires provenant de nanostructures métalliques et cristallines sont connus pour être fortement dépendants vis à vis de la polarisation. Ceci est dû à leur propriété de symétrie locale, reliée à leur réponse volumique ou surfacique. Les signaux de polarisation venant de nanostructures de taille inférieure à la limite de diffraction sont généralement mesurés avec un spot limité par la diffraction (300 nm) ce qui représente la moyenne du signal. Cette technique a pour défaut de perdre l'information spatiale du signal de polarisation. Nous avons développé une nouvelle méthode de microscopie à polarisation non-linéaire qui exploite l'information en dessous de la limite de diffraction.Une analyse de Fourier d'un signal non linéaire a été faite en dessous de la limite de diffraction sur une image sur-échantillonnée et corrigée (taille du pixel=50 nm). Le gain en résolution est du à la sensibilité spatiale de la polarisation. Pour ce faire, nous avons mesuré un signal polarisé de seconde harmonique de nanostructures plasmoniques de différentes formes (150 nm). Nous avons montré que la nature vectorielle du champs local confiné peut être retrouvé avec une résolution de 40 nm en utilisant la nanoscopie polarisée non linéaire. Nous avons par ailleurs montré que nous pouvons imager l'hétérogénéité spatiale de nanoparticules ferroélétriques cristallines (BaTiO3) de taille allant de 100 nm à 500 nm. Ceci prouve l'existence d'une coque centrosymétrique dans des petites structures. Enfin, les nanocristaux de KTP nanostructures sont les candidats idéaux pour la générations de signaux non linéaires bien maîtrisée
In this work, we develop a novel polarized nonlinear microscopy method that exploits sub-diffraction resolution information. Fourier analysis of the polarization modulated nonlinear signal is performed on over-sampled, drift-corrected images (50nm pixel size). The information gained by polarization-induced modulation signals provides a higher level of spatial selectivity that is directly related to the local optical response of the investigated system, at a scale below the diffraction limit. The gain in spatial scale is due to the additional spatial sensitivity brought by polarization. This approach is applied to polarized second harmonic generation imaging in plasmonic nanostructures (150nm size) of multi-branched shapes, in which the vectorial nature of the local field confinement can be retrieved with a resolution of 40 nm. We also demonstrate the possibility to image spatial heterogeneities within crystalline ferroelectric BaTiO3 nanoparticles of 70nm to 500nm size, emphasizing in particular the existence of a centrosymmetric shell in small size structures. These nanostructures will be used as starting models for coherent optical probes in biological media (cells, tissue slices or in vivo) with two objectives. First, the nonlinear nature of their emission will make them stable and tunable nanosources, able to report their localization with high accuracy in 3D, potentially sensing local environment changes, and actively inducing perturbations such as controlled temperature increase at the nanoscale. Second, the coherent nature of their emission will make them useful as local nanoprobes for wavefront and polarization correction through scattering media

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Dissertations / Theses on the topic 'Polarisation ferroélectrique'

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