Etude de capacités en couches minces à base d'oxydes métalliques ...

tel-00141132, version 1 - 11 Apr 2007
Chapitre 4 : Lien entre structure cristallographique et propriétés électriques
ε A − ε T ε C − ε T
f A + f C = 0
ε + 2ε
ε + 2ε
A
T
C
T
Équation 4-15
Après développement, cette équation peut s’écrire sous la forme d’un polynôme du second
degré de la manière suivante (là encore en remplaçant fC par 1-fA) :
2 2
[ 3 ( ε − ε ) + 2ε
− ε ] ε + ε = 0
− ε T + f A A C C A T Aε
C
Équation 4-16
La Figure 4-14 montre l’évolution de la constante diélectrique en fonction de la fraction
volumique de STO amorphe dans la couche suivant les trois modèles présentés ci-dessus. Elle
permet de les comparer à la mesure (en pointillés) de la constante diélectrique effectuée sur
l’échantillon recuit à 312°C, en cours de transition faible/forte constante diélectrique, sachant
que la fraction volumique est donnée par l’EXAFS avec une précision de ± 10%
(0,5 ≤ fa ≤0,7).
Figure 4-14 : Evolution de la constante diélectrique en fonction de la fraction volumique de STO amorphe
selon le modèle de cristallisation.
On observe que la courbe du modèle série ne dépasse pas une valeur de constante diélectrique
de 32. Il semble donc que ce modèle de cristallisation ne soit pas applicable à notre matériau.
Le STO ne cristallise pas par front en partant des électrodes.
Les courbes du modèle parallèle et du modèle de mélange (Bruggeman) interceptent quant à
elles la valeur de la constante diélectrique mesurée sur l’échantillon en cours de transition
(εT = 58,2) sur l’intervalle de fraction volumique d’amorphe considéré [0,5;0,7] :
• Modèle parallèle : εT = 58,2 pour fA ≈ 0,68
• Modèle de Bruggeman : εT = 58,2 pour fA ≈ 0,53
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