Note publique d'information : Ce travail de thèse avait pour but de fabriquer et d'étudier des microdispositifs
à base d'hétérostructures “oxyde ferroélectrique - Pb(ZrTi)O3 (PZT) / manganite -
Pr0,5Ca0,5MnO3 (PCMO) [ou La0,66Sr0,33MnO3 (LSMO)]”, élaborés dans une configuration
de transistor à effet de champ, par des procédés adaptés de microfabrication. Notre
but était d'étudier l’effet d’électrorésistance (ER), effet qui résulte d'une modulation
de la conductivité du canal en manganite, sous l’effet du champ électrostatique de
la grille polarisée. Le procédé technologique, que j’ai mis au point, a nécessité
cinq niveaux de lithographie optique, et différentes étapes de gravures et de dépôts
métalliques. Un courant de fuite très faible (<10nA) a été mesuré pour tous les transistors
à faible longueur de grille (5-10µm), ce qui démontre que le procédé technologique
n’altère pas les propriétés du PZT. Les dispositifs à base de LSMO métallique n’ont
pas présenté d'effet électrorésistif significatif, ce qui s'explique par la trop faible
inhomogénéité électronique au voisinage de la TC du composé LSMO. Pour les dispositifs
à canal en PCMO, manganite au sein duquel coexistent des régions magnétiques métalliques
et une matrice isolante, nous avons mesuré un effet d’ER allant jusqu’à 39% sous Vg=±
6 Volts, pour des températures inférieures à la température de mise en ordre (T<220K).
Nous avons constaté que cet effet ER augmente avec la tension de grille pour saturer
lorsque le champ électrique appliqué devient supérieur au champ coercitif du PZT.
Cet effet d'électrorésistance peut s'interpréter par un mécanisme de modification
de la fraction volumique des îlots métalliques dans la matrice isolante.
Note publique d'information : The goal of this work was the fabrication and the study of microdevices based on heterostructures
“ferroelectric oxide - Pb(ZrTi)O3 (PZT) / manganite - Pr0,5Ca0,5MnO3 (PCMO) [or La0,66Sr0,33MnO3
(LSMO)]”, elaborated in a field effect transistor configuration, by an adapted microfabrication
process. The aim was the study of the electroresistance effect. This effect results
from the modulation of the manganite channel conductivity, under electrostatic field
effect, induced by the gate polarization. The technological process which I optimized,
needed five optical lithography steps, and several etching and metallic deposition
ones. A weak leakage current (<10nA) has been measured for all the devices with the
little gates (5-10µm), this demonstrates that the technological process does not damage
the PZT properties. The devices based on LSMO channels do not present a significant
elecroresistance effect. This can be explained by the weak electronic inhomogeneity
near TC of the LSMO material. For the devices with PCMO channel, in which coexist
magnetic metallic regions and an insulating matrix, an ER effect of 39% was measured
under VG = ± 6 V, for temperatures lower that the charge ordered temperature (T<220K).
We have noted that this ER effect enhance with the gate voltage and then saturate
when the applied electrical field is greater than the coercive field of the PZT gate.
This electroresistance effect can be explained by the modification of the volumic
fraction of the metallic regions in the insulating matrix, mechanism.
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