Caractérisation électromagnétique de matériaux par la technique d’effet de bout dans la bande 50 MHz-10 GHz. Application à l’étude diélectrique des céramiques, du polypyrrole et des oxydes métalliques

Abstract

Le principe de la méthode à effet de bout est basé sur la mesure du coefficient de réflexion à l’interface Coaxial/échantillon représenté par un circuit équivalent RC. A partir de cette mesure on déduit par inversion numérique les caractéristiques du matériau à étudier. Le problème direct peut être résolu par une méthode de raccordement modal. On exprime les modes dans le coaxial d’une part, et les modes continus dans le matériau d’autre part. Et le raccordement modal se fait en écrivant les conditions aux limites. Ces méthodes numériques sont toutefois assez lourdes pour résoudre le problème inverse. Nous avons donc choisi une façon plus directe pour résoudre ce problème en tenant compte des résultats de ces méthodes numériques. Il suffit de représenter la cellule par une capacité et de déterminer expérimentalement les caractéristiques de cette capacité. Cette méthode est ensuite appliquée à la détermination des propriétés électriques de divers matériaux : a)les mécanismes d’absorption à haute température sont étudiés dans la pyrrophyllite, de même que la relaxation diélectrique dans les PLZT. A cet effet, un dispositif de mesure à haute température (jusqu’à 1500°C) a été mis au point, avec un laser CO₂ comme source d’énergie pour chauffer les échantillons pendant la mesure. b) mesure de la conductivité de polymères conducteurs (polypyrroles) et comparaison avec des mesures en continu par la méthode des quatre pointes. c)étude des propriétés électriques à température ambiante mais sur une large bande de fréquence d’oxydes métalliques de formule LiCrxCO₁₋xCo₂.