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

tel-00141132, version 1 - 11 Apr 2007
Chapitre 1 : Problématique
Figure 1-5 : Dépendance des différentes contributions à la polarisabilité par rapport à la fréquence. [9]
La contribution électronique provient du déplacement des couches électroniques par rapport
au noyau. La contribution ionique provient du déplacement d’un ion chargé par rapport aux
autres ions. La polarisabilité dipolaire provient, quant à elle, des molécules ayant un moment
dipolaire électrique permanent qui peut changer d’orientation dans un champ électrique
appliqué.
Le champ local en un atome Eloc r
est la somme du champ électrique des sources externes
(champ électrique appliqué E r ) et du champ des dipôles internes au matériau. Il peut s’écrire
sous la forme suivante qui est appelée relation de Lorentz :
r
E loc
r
r P
E +
3ε
= Équation 1-8
Si le champ local est donné par la relation de Lorentz, on peut déduire des équations 1-5 et
1-7 la relation de Clausius-Mossotti qui relie la constante diélectrique à la polarisabilité :
ε r −1
Nα
=
ε + 2 3ε
r
0
0
Équation 1-9
Notons également que la permittivité d’un matériau diélectrique peut s’écrire sous la forme
complexe de la façon suivante dans la gamme des fréquences audio aux fréquences optiques :
( ω ) = ε ′ ( ω ) − i ⋅ε
( ω )
ε ′′
c Équation 1-10
La partie réelle de la permittivité, ε’, est une mesure de la polarisation diélectrique du
matériau. La partie imaginaire, ε”, définit la puissance moyenne absorbée par le milieu par
unité de volume ; c’est une mesure des pertes d’énergie.
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