J. Phys. France 32, 981-991 (1971)
DOI: 10.1051/jphys:019710032011-12098100

Mesures de bruit et d'impédance aux bornes d'un condensateur à diélectrique ferroélectrique maintenu en équilibre en présence de champs électriques continus

M. Jannin

Laboratoire de Diélectriques et Ferroélectriques Faculté des Sciences, 6, boulevard Gabriel, 21, Dijon

Abstract
The first purpose of this study is to show, by means of noise measurements, that no abnormal noise voltage appears between electrodes applied to a ferroelectric crystal of TGS maintained in thermodynamic equilibrium, when various values of static electric field are applied to it. Owing to the results of measurements of spectral densities of the noise voltage which appears across the electrodes of this ferroelectric condenser, one can determine, for each frequency, on the one hand the value of its associated noise voltage generator, on the other hand the values of the two components of its impedance. With the same conditions of equilibrium and at the same frequencies, impedance measurements across the electrodes of the condenser are made. The associated noise voltage generator is then evaluated, its supposed value corresponding to the thermal noise of the resistor equivalent to the real part of its impedance, for each measurement condition. The comparison of the results obtained from noise measurements and from impedance measurements allows, on the one hand to confirm the above named hypothesis, on the other hand to prove the validity of impedance measurements by means of conventional impedance bridge technic on a non-linear ferroelectric dielectric. The second purpose of this paper is to evaluate by means of the two afore mentioned measurement methods, the spectral densities of polarization fluctuations in the dielectric.

Résumé
Le premier but de cette étude est de montrer par des mesures de bruit qu'aucune tension de bruit anormale n'apparaît aux bornes d'un condensateur à diélectrique ferroélectrique maintenu en équilibre lorsqu'il est soumis à des champs électriques continus de diverses valeurs. Grâce aux résultats de mesure des densités spectrales des tensions de bruit qui apparaissent aux bornes de ce condensateur, il est possible de déterminer pour chaque fréquence, d'une part la valeur de la source de bruit qui lui est associée et d'autre part, les valeurs des deux composantes de son impédance. Dans les mêmes conditions d'équilibre et aux mêmes fréquences, des mesures d'impédance sont effectuées aux bornes du condensateur. L'évaluation de la source de bruit qui lui est associée est alors effectuée en supposant que sa valeur est celle qui correspond au bruit thermique de la résistance qui représente, pour les conditions de mesures, la partie réelle de son impédance. La comparaison des résultats obtenus à partir des mesures de bruit et d'impédance permet d'une part de vérifier l'hypothèse formulée ci-dessus et d'autre part de prouver la validité des résultats de mesure d'impédance effectués au moyen d'un pont classique sur un diélectrique ferroélectrique dont le comportement n'est pas linéaire. Le deuxième but de cette étude est d'essayer d'évaluer par les deux méthodes de mesure les densités spectrales de fluctuation de la polarisation du diélectrique.

PACS
4120J - Electromagnetic wave propagation; radiowave propagation.
7780 - Ferroelectricity and antiferroelectricity.
8432T - Capacitors.
7784 - Dielectric, piezoelectric, ferroelectric, and antiferroelectric materials.

Key words
capacitors -- dielectric devices -- electric field effects -- ferroelectric devices -- ferroelectric materials -- ferroelectric phenomena -- noise -- noise measurement -- organic compounds