Ingénierie de la déformation dans les membranes ferroélectriques

Cette thèse étudie la fabrication et la manipulation contrôlée de membranes ferroélectriques d'oxydes, en mettant l'accent sur la contrainte mécanique et la flexoélectricité comme moyens d'ajuster la polarisation. Contrairement aux couches minces classiques, fixées à leur substrat, les membranes libérées disposent d'une liberté mécanique accrue, offrant une plateforme directe pour analyser l'influence de la contrainte sur le comportement ferroélectrique. Grâce à une méthode de libération basée sur une couche sacrificielle, nous avons fabriqué des membranes ferroélectriques à base de PbZrTiO₃ (PZT) et de BaTiO₃ (BTO). Nous avons d'abord étudié leur réponse sous des conditions de flexion non contrôlées. Ces déformations induisent une réorientation de la polarisation au sein des membranes, révélant ainsi la flexion comme un outil fonctionnel pour l'ingénierie de la polarisation ferroélectrique. Afin d'obtenir un contrôle déterministe, nous avons ensuite développé une méthode permettant de façonner la membrane à la demande et de définir la contrainte avec précision. Cette approche s'appuie sur des polymères benzene photoactifs (PAZO) : sous illumination UV, celui-ci génèrent des motifs périodiques en relief qui déforment mécaniquement la membrane. Grâce à cette contrainte « écrite par la lumière », nous réalisons des rotations de polarisation de 90° et 180° dans le BTO utilisant la contrainte et l'effet flexoélecrtrique. Dans l'ensemble, ces résultats mettent en évidence l'interdépendance entre contrainte et flexoélectricité dans les ferroélectriques, et établissent une méthode versatile permettant une exploration approfondie de ces phénomènes.