Hyperfréquences

Equipe : H. Amata  B. Bayard  S. Capraro  J. Chatelon  H. HALAQ  A. HANNOUR  R. Kekesi  F. Laforest  G. Marrakchi  G. NOYEL  B. Payet-Gervy  B. Sauviac  A. Siblini  J. SUBERCAZE  D. Vincent  
Doctorant : M. Abakar  E. ABOU DIWAN  H. Ahmat Idriss Hassan Gogo  O. ARAFAT  C. Buis  R. DIB  F. DJERFAF  N. DOUMIT  I. EL KALYOUBI  M. GHENNAM  F. Kahlouche  Z. Kari  A. LAVIGNOTTE  B. MAHAMAT  Z. Melhem  A. Moungache  L. Nandiguim  B. Ounnas  A. TCHANGOULIAN  D. YAYA  K. YOUSSOUF  
Stagiaires : N. MONTES  K. REMONDO  T. WASSILA  

Nombre de personnes : 39

Thèmes de recherche

L'activité principale de l'équipe hyperfréquences est orientée vers le développement de composants micro-ondes passifs utilisant les propriétés électromagnétiques d'une couche mince de matériau magnétique de type ferrite. Le domaine de fréquences va de 0,1 à 100GHz.

De nombreux composants hyperfréquences (au delà du gigahertz) utilisent les propriétés de gyrorésonance des ferrites. Autour de la fréquence de résonance, la perméabilité du matériau varie fortement avec deux conséquences principales :

• une anisotropie magnétique (tenseur de perméabilité anti-symétrique) qui peut être à l'origine d'effets non réciproques et qui est utilisée dans les composants tels que les isolateurs et les circulateurs
• un pic de perte magnétique qui est maximal à la fréquence de résonance et qui est exploité dans les résonateurs pour des applications de filtrage et dans certains isolateurs.

Les isolateurs, sont des composants non réciproques à deux ports d'accès qui permettent la propagation des signaux selon un sens de propagation et qui l'empêchent selon l'autre sens. La principale utilisation d'un isolateur est le découplage entre un générateur hyperfréquence et sa charge pour empêcher tout retour d'énergie sur la source Les circulateurs, qui sont des composants non réciproques à trois voies qui permettent la séparation des signaux selon leur sens de propagation. Ils permettent par exemple un aiguillage des signaux entre une antenne, le circuit d'émission et le circuit de réception Les résonateurs, qui sont utilisés dans le domaine des radiofréquences en compléments aux circuits LC traditionnels car ils présentent un meilleur facteur de qualité. Les principaux domaines d'applications sont le filtrage à bande étroite (passe-bande ou réjecteur) et les circuits d'accord d'oscillateurs. Les micro inductances planaires, que l'on retrouve dans de très nombreuses applications (électronique haute fréquence, filtrage rf, convertisseur en électronique de puissance ...).

Photo d'un isolateur coplanaire

Enfin, nous nous intéressons également aux métamatériaux planaires. Dans le domaine des microondes, en gravant par les techniques de la microélectronique, des particules d'une forme ou d'une autre sur le même type de substrat, on peut obtenir, par exemple, un matériau à forte permittivité ou un matériau à indice négatif. C'est à partir de ce constat, en considérant la problématique planaire de nos composants magnétiques, que nous avons choisi d'explorer cette voie.

Toutes ces études sont étroitement nécessitent des caractérisations. Aussi, dans chaque thème, on développe les méthodes de mesures micro-ondes et même basses fréquences associées au projet.

Publications depuis 2010

Articles dans des journaux

F. Gambou, B. Bayard, and G. Noyel , "Characterization of material anisotropy using microwave ellipsometry ", Microwave and Optical Technology Letters , vol. 53, N° 9, pp. 1996–1998, september 2011

S. Nemer, B. Sauviac, B. Bayard, J. J. Rousseau, C. Nader, J. Bechara, and A. Khoury , "Coplanar Metamaterial Micro-Resonator ", Progress In Electromagnetics Research M , vol. 20, N° , pp. 73-80, august 2011

Taline Boyajian, Didier Vincent, Martine Le Berre and Sophie Neveu , "Magnetic Behavior of Barium Hexaferrite nanoparticles ", Advanced Materials Research , vol. 324, N° , pp. 286-289, august 2011

S. Nemer y, B. Sauviac, B. Bayard, C. Nader, J. Bechara , "Modelling Resonance Frequencies Of A Multi-Turn Spiral For Metamaterial Applications ", Progress In Electromagnetics Research C , vol. 20, N° , pp. 31-42, february 2011

Ismaïl Khalil, Ali Siblini, Jean Pierre Chatelon, Marie Françoise Blanc-Mignon, and Jean Jacques Rousseau , "Improvement of the multi-layer morphology (Alumina/Cu/YIG/Cu) to characterize YIG thin film ", Phys. Status Solidi A , vol. 208, N° 7, pp. 1678-1682, 2011

Hassane H., Chatelon J.P., Rousseau J.J., Siblini A., and A. Kriga , "Influence of magnetron effect on barium hexaferrite thin layers ", Advanced Materials Research , vol. 324, N° , pp. 97-100, 2011

A. Siblini, I. Khalil, J.P. Chatelon and J. J. Rousseau , "Determination of initial magnetic permeability of YIG thin films using the current sheet method ", Advanced Materials Research , vol. 324, N° , pp. 290-293, 2011

E. Haddad, C. Martin, C. Joubert, B. Allard, M. Soueidan, M. Lazar, C. Buttay, B. Payet-Gervy , "Modeling, Fabrication, and Characterization of Planar Inductors on YIG Substrates ", Advanced Materials Research , vol. 324, N° , pp. 294-297, 2011

R.A. Saad, Z. Melhem, C. Nader, Y. Zaatar and D.Zaouk , "U-Patch Antenna for RFID and Wireless Applications ", Advanced Materials Research , vol. 324, N° , pp. 434-436, 2011

Z. Melhem, C. Nader, B. Bayard, J. Bechara and J.J. Rousseau , "Microstrip Bandpass Sensor Based on Distributed Capacitors ", Advanced Materials Research , vol. 324, N° , pp. 445-448, 2011

T.Zhou, M. Le Berre, E. Benevent, AS. Dehlinger, F. Calmon, E. Verney, S. Perrot, B. Payet-Gervy , "Coplanar waveguides with or without barium ferrite thin films ", Microwave and optical technology letters , vol. 52, N° 9, pp. 2007-2010, september 2010

B. Abdel Samad, M.-F. Blanc-Mignon, M. Roumie, A. Siblini, J. P. Chatelon and M. Korek , "Physico-chemical characterization of multilayer YIG thin film deposited by rf sputtering ", Eur. Phys. J. Appl. Phys. , vol. 50, N° 1, pp. 10502, april 2010

O. Zahwe, B. Abdel Samad, B. Sauviac, J. Chatelon, M. Blanc mignon, J. Rousseau, M. Le berre, and D. Givord , "YIG Thin Film Used to Miniaturize a Coplanar Junction Circulator ", Journal of Electromagnetic Waves and Applications , vol. 24, N° 1, pp. 25-32, january 2010

A. Zermane, B. Sauviac, B. Bayard, B. Payet-Gervy, J.J. Rousseau, A. Benghalia , "Modeling and Measurement of a Zeroth-Order Resonator and a Composite Right-Left-Handed Transmission Line in Coplanar Technology ", Progress In Electromagnetics Research C , vol. 14, N° , pp. 33-43, 2010

A.S. Dehlinger, M.LeBerre, B.Canut, J.P.Chatelon, D.Albertini, S.Perrot, D. Givord, J.J.Rousseau , "Microstructural and magnetic properties of thick (≥ 10 mm) magnetron sputtered barium ferrite films ", JMMM , vol. 322, N° , pp. 3293, 2010

M. Roumie, B. Abdel Samad, M. Tabbal, M. Abi-Akl, M.-F. Blanc-Mignon, B. Nsouli , "Effect of deposition temperature on the properties of sputtered YIG films ", Materials Chemistry and Physics , vol. , N° 124, pp. 188-191, 2010

Conférences internationales

Taline Boyajian, Didier Vincent, Sophie Neveu, Martine LeBerre and Jean-Jacques Rousseau , "Coplanar Circulator Made from Composite Magnetic Material ", Proceedings of IMS 2011 , Baltimore, Maryland , United States , June 5-10, 2011

T. Boyajian, D. Vincent, M. Le berre, S. Neveu , "Study of a Coplanar Circulator based on a Barium Hexaferrite Nanocomposite ", Proceedings of Progress In Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2011) , Marrakesh , Morocco , March 20-23, 2011

T. Boyajian, D. Vincent, M. Le Berre, S. Neveu , "Magnetic Behavior of Barium Hexaferrite nanoparticles ", Proceedings of Mediterranean Conference on Innovative Materials and Applications (CIMA 2011) , Beirut , Lebanon , March 15-17, 2011

A. Siblini, I. Khalil, J.P. Chatelon and J. J. Rousseau , "Determination of initial magnetic permeability of YIG thin films using the current sheet method ", Proceedings of Mediterranean Conference on Innovative Materials and Applications (CIMA) , Beiruth , Liban , March 15-17, 2011

B. Abdel Samad, A. Siblini, M. F. Blanc-Mignon, M. Roumie, J. P. Chatelon and M. Korek , "The effect of oxygen flow rate on the properties of YIG thin films prepared by rf-magnetron sputtering ", Proceedings of Mediterranean Conference on Innovative Materials and Applications (CIMA) , Beirut , Liban , March 15-17, 2011

H. Hassane, J.P. Chatelon, J.J. Rousseau, A. Siblini, and A. Kriga , "Influence of magnetron effect on barium hexaferrite thin layers ", Proceedings of Mediterranean Conference on Innovative Materials and Applications (CIMA) , Beirut , Liban , March 15-17, 2011

E. Haddad, C. Martin, C. Joubert, B. Allard, M. Soueidan, M. Lazar, C. Buttay, B. Payet-Gervy , "Modeling, Fabrication, and Characterization of Planar Inductors on YIG Substrates ", Proceedings of CIMA , Beyrouth , Liban , March 15-17, 2011

A. Zermane , B. Sauviac, B. Bayard and A. Benghalia , "Numerical Study of a Coplanar Zeroth-order Resonator on YIG Thin Film ", Proceedings of PIERS 2011 , Marrakesh , Morocco , March 0, 2011

Bassel Abdel Samad , "YIG Thin Film Used to Fabricate a Coplanar Waveguide Circulator ", Proceedings of Progress In Electromagnetics Research Symposium , pp. 1123-1125, Cambridge , USA , July 5-8, 2010

F. Boukchiche, T. Zhou, M. L. Berre, D. Vincent, B. Payet-Gervy, F. Calmon , "Novel Composite Non Reciprocal Right/Left-Handed Line Made from Ferrite Material ", Proceedings of PIERS , Cambridge Boston , USA , July 2-7, 2010

B. Abdel Samad, M. F. Blanc-Mignon, M. Roumie, J. P. Chatelon, A. Siblini, D. Jamon, M. Korek , "Influence of argon flow rate on YIG film deposited by Radio-frequency reactive magnetron sputtering ", Proceedings of Seeheim Conference on Magnetism (SCM 2010) , Frankfurt , Germany , March 28-April 1, 2010

I. Khalil, J. P. Chatelon, A Siblini, M. F. Blanc-Mignon and J. J. Rousseau , "Improvement and characterization of morphological properties of a micro-inductance in a multi-layer structure ", Proceedings of Seeheim Conference on Magnetism (SCM 2010) , Frankfurt , Germany , March 28-April 1, 2010

Conférences nationales

A. Zermane , B. Sauviac, B. Bayard and A. Benghalia , "Modélisation numérique d’un résonateur coplanaire d’ordre zéro à couche mince de YIG ", actes de la conférence : 17èmes Journées Nationales Microondes , Brest , France , 18-20 mai, 2011

Taline Boyajian, Didier Vincent , "Étude numérique d’un circulateur coplanaire à base de particules d’hexaferrite de baryum ", actes de la conférence : JNM 2011 , Brest , France , 18-20 mai, 2011

D. Vincent, F. Djerfaf, S. Robert, A. Merzouki , "Caractérisation de couches minces magnétiques à l’aide de réseaux de neurones : Étude de la variabilité des paramètres de dispersion et du tenseur de perméabilité par l’analyse factorielle ", actes de la conférence : JNM , Brest , France , 18-20 mai, 2011

B. Sauviac , "Métamatériaux : des formes pour des applications (Conférence invitée) ", actes de la conférence : Colloque National Métamatériaux 2011 , ORSAY , France , 14-15 mars, 2011

T. Zhou, M. Le Berre, F. Calmon, F. Boukchiche, D. Vincent, B. Payet-Gervy , "Applications des ferrites et des métamatériaux aux lignes de transmission coplanaires ", actes de la conférence : Journées Nationales du Réseau Doctoral en Microélectronique (JNRDM) , Montpellier , France , 7-9 juin, 2010

F. Boukchiche, B. Payet-Gervy, D. Vincent, T. Zhou, M. Le Berre, A. Benghalia , "Milieu non réciproque à indice négatif en structure planaire ", actes de la conférence : JCMM2010 , Brest , France , 31 mars-2 avril, 2010

T. Boyajian, D. Vincent, S. Neveu, A. Ruckly, X. Chaud, M. Le Berre, F. Choueikani, B. Payet-Gervy , "Caractérisation des nanoparticules d’hexaferrite de baryum pour la réalisation d’un matériau composite orienté ", actes de la conférence : JCMM , Brest , France , 31 mars-2 avril, 2010

A. Zermane, B. Sauviac, B. Bayard, A. Benghalia , "Résonateur Coplanaire d'Ordre Zéro de Type MétaLigne sur Substrat de Ferrite ", actes de la conférence : 11èmes Journées de Caractérisation Microondes et Matériaux (JCMM 2010) , pp. O1-3, Brest , France , 31 mars-2 avril, 2010

A. Zermane, B. Sauviac, B. Bayard, A. Benghalia , "Circuit Equivalent de la Ligne Coplanaire Chargée Périodiquement par des Capacités Planaires ", actes de la conférence : 11èmes Journées de Caractérisation Microondes et Matériaux (JCMM 2010) , pp. P2, Brest , France , 31 mars-2 avril, 2010

F. Djerfaf, S. Robert, D. Vincent, A. Merzouki , "Caractérisation des couches minces magnétiques en hyperfréquences par les réseaux de neurones ", actes de la conférence : JCMM , Brest , France , 31 mars-2 avril, 2010

Thèses

A. Zermane (A. Chaabi, D. Benatia, P. Queffelec, M.F. Blanc-Mignon, A. Benghalia, B. Bayard, B. Sauviac) , "Contribution à l’étude et la faisabilité de micro-résonateurs en structures planaires ", Thèse de Doctorat en Optique, Photnique et hyperfréquences , Ecole Doctorale de de Saint Etienne & Univ Mentouri de Constantine , 7 juillet 2011

D. ALLASSEM (Bruno ALLARD, Corinne ALONSO, Eric LABOURE, Jean Pierre CHATELON, Jean Jacques ROUSSEAU), , "Contribution à la réalisation d’une micro-inductance planaire ", Thèse de Doctorat en optique, photonique et hyperfréquence , Ecole Doctorale de Saint-Etienne , 26 novembre 2010

Souad Kirouane (A. Benghalia,A. Merzouki, J. Tao, A. Chaabi, D. Vincent) , "Conception et réalisation d'un isolateur coplanaire en bande X pour des applications Télécoms ", Thèse de Doctorat en , Ecole Doctorale de Saint-Etienne , 0 avril 2010