Nous présentons dans ce mémoire les résultats concernant la caractérisation spectroscopique spatiotemporelle de plasmas d’ablation laser obtenus à partir de cibles de céramiques d'oxydes complexes (CCTO et BSTO). Nos mesures montrent que les différentes espèces constituant le plasma évoluent de façons similaires quelque soit leur degré d'ionisation et ceci pour l'ensemble des conditions de pression et de fluence explorées. Nous montrons aussi que dans les premiers instants suivant l'impact laser, le plasma est fortement non-uniforme et se propage selon une seule dimension, il s’uniformise par la suite et s'expanse alors dans les trois dimensions. Une collaboration avec le laboratoire LP3 (Université de Marseille) nous a permis d'estimer les paramètres caractéristiques du plasma (température, densité électronique, épaisseur) à partir de la confrontation entre nos spectres expérimentaux et les résultats de la simulation de la radiance spectrale du plasma. A partir de cette confrontation, nous confirmons qu'il existe une forte corrélation entre l'inhomogénéité du plasma et son type d'expansion. Grâce à l'analyse spectrale il a été possible d'identifier et de quantifier des polluants présents dans les cibles, nous avons pu ainsi estimer des concentrations minimales pouvant atteindre la dizaine de ppm selon le type de polluant. / From the laser ablation of complex oxide ceramics (CCTO and BSTO), characterisation by time-space resolved spectroscopy and fast imaging are shown in this dissertation. By the measurements, we noticed a similar development of all species of the plasma, for any ionisation degree, in any explored pressure and explored fluence. During the first times after laser impact, plasma is highly non-uniform and moves forward only one dimension. Afterwards, plasma expands uniformly in three dimensions. From collaboration with the LP3 laboratory (Marseille University), we succeeded in estimating plasma parameters (temperature, electronic density, thickness) from fits of experimental spectra with simulated ones. From those fits, we bore out the correlation between plasma non-uniformity and expansion kind. By spectral analysis it was possible to identify and quantify pollutants from targets. Depending on the pollutant, we were able to estimate weak concentrations, as low as few tens ppm.

Compounds in the series La1-xTiO3 have been prepared in the powder and single crystalline forms. The structures of these compounds were studied with x-ray, neutron, and electron diffraction techniques. In all cases, a distortion from the ideal perovskite structure was found. Throughout the series, transitions occur in structural, magnetic, and electrical properties. The structure of La.67TiO3 was found to be of a distorted perovskite type arising from distortions in the titanium octahedra as a result of an ordering of the lanthanum positions and A-site cation vacancies. Although this phase has been reported many times, the crystal structure has not been determined. The La.67TiO3 and La.70TiO3 phases have the same structure and were assigned to the Pmmn space group. At La75.TiO3, a Ti3+ concentration of 2 8%, the symmetry of the structure changes from Pmmn to Imma, and distortion of the perovskite structure is caused by octahedral tilting within the lattice. A further structural transition occurs at a Ti3+ concentration of 64%, La8gTiO3, where the symmetry changes from Imma to Pnma. Again distortions from the ideal perovskite structure are caused by octahedral tilts within the system. Transitions were also observed in electrical and magnetic properties. These transitions occur at the same Ti3+ concentrations as the transitions observed in the structural properties, which suggests a correlation between properties based on Ti3+ concentration. The occurrence of A-site cation vacancies within the lattice is directly related to the Ti3+ concentrations within the individual materials. Changes in the Ti3+ concentration affect the size of the unit cell as well as the electrical and magnetic properties which range from insulators at low Ti3+ concentrations to metals at high Ti3+ concentrations. / Thesis / Master of Science (MSc)

Cette thèse porte sur l’intégration de condensateurs accordables à base de BaxSr1-xTiO3 (BST), pour réaliser des dispositifs radiofréquences reconfigurables destinés aux antennes de téléphones portables. L’enjeu industriel principal est d’obtenir des condensateurs avec une forte accordabilité, de faibles pertes diélectriques et de faibles courants de fuite, en jouant sur la composition chimique du matériau et en contrôlant la chimie des défauts liés aux lacunes d’oxygène. La stratégie adoptée dans cette étude pour atteindre cet objectif est de doper le BST par du Mn en substitution du Ti et par du Cu en addition. Une étude complète de ces deux cas de dopage simple, réalisée à la fois sur des céramiques et des couches minces synthétisées à partir des mêmes solutions sol-gel, a dévoilé des mécanismes différents d’amélioration des propriétés diélectriques et électriques du matériau suivant le type de dopage. La complémentarité de ces deux dopants nous a alors conduit à explorer le codopage du BST en couche mince. Une architecture originale de codopage hétérogène a été mise en place, permettant de combiner les avantages des deux voies de dopage et de s’approcher fortement des spécifications imposées par le cahier des charges industriel. / This PhD work is about integration of BaxSr1-xTiO3 (BST) based tunable capacitors, in order to perform radiofrequency reconfigurable devices for cell phone antennas. The main industrial goal is to obtain capacitors with a high tunability, low dielectric losses and low leakage currents, by playing on the chemical composition of the material and by controlling the oxygen vacancy related defect chemistry. The strategy addressed in this study to reach this objective is doping the BST by Mn in substitution of Ti or by adding Cu. A full study of each case of doping, performed on both ceramics and thin films synthesized from the same sol-gel solutions, revealed different improvement mechanisms of the dielectric and electrical properties of the material according to the type of doping. The complementarity of the two doping ways has led us to investigate codoping of BST thin films. An original architecture of heterogeneous codoping has been set up, allowing to combine the benefits of each doping way and to closely meet the industrial specifications.