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Dissertations / Theses on the topic 'Caractérisation des couches minces'
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1
Chaton, Patrick. "Caractérisation des couches minces optiques, amélioration des modèles de couches." Aix-Marseille 3, 1991. http://www.theses.fr/1991AIX30085.
Full textAbstract:
Dans ce memoire les trois principales techniques de caracterisation optique la spectrophotometrie, l'ellipsometrie, l'optique guidee sont comparees. Un effort est porte sur la mesure de l'inhomogeneite d'indice de refraction. Il ressort de cette comparaison que la spectrophotometrie et l'ellipsometrie sont bien adaptees a la determination des inhomogeneites d'indice. Deux methodes d'analyse automatique des spectres mesures sont developpees, elles sont illustrees par l'etude des couches minces de dioxyde de titane realisees en pulverisation par faisceaux d'ions. A la suite de cette etude, les insuffisances du modele de couches sont mises en evidence. On montre en particulier que la qualite des substrats, et la maitrise de l'uniformite de depot sont indispensables a la realisation d'une caracterisation optique satisfaisante. Pour qualifier les substrats et le defaut d'uniformite, un appareil de cartographie de la lumiere diffusee est utilise
2
Bourdet, Perrine. "Elaboration et caractérisation de couches minces d'oxyde de titane." Aix-Marseille 1, 2006. http://www.theses.fr/2006AIX11052.
Full textAbstract:
L'anodisation à bas potentiels de films de titane obtenus par pulvérisation cathodique présente un comportement original par rapport à celle du titane massif. Elle est caractérisée par quatre étapes, dans lesquelles la relaxation des contraintes associée à une cristallisation partielle sous la phase anatase jouent un rôle primordial. Des traitements thermiques ont été effectués sur ces films. Leurs propriétés semi-conductrices ont été étudiées par spectroscopie d'impédances et photo-électrochimie. Différents modèles ont été discutés et utilisés afin d'appréhender la complexité des couches étudiées, tant les couches partiellement amorphes que cristallisées. Nos résultats ont montré sans ambiguïté l'inadéquation du modèle classique de Mott-Schottky pour les mesures d'impédances à une fréquence, méthode la plus utilisée dans la littérature. Le choix du modèle du semi-conducteur amorphe s'est avéré le plus pertinent dans la détermination des paramètres de semi-conduction.
3
Cima, Lionel. "Caractérisation et modélisation des couches minces de céramiques ferroélécriques." Cachan, Ecole normale supérieure, 2002. http://www.theses.fr/2002DENS0033.
Full text
4
Vilquin, Bertrand. "Synthèse et caractérisation de films minces de PZT ferroélectriques." Caen, 2003. http://www.theses.fr/2003CAEN2006.
Full textAbstract:
Ce travail concerne l'élaboration par pulvérisation cathodique de films minces de PbZrxTi1-xO3 (PZT) dans des conditions compatibles avec une intégration dans les procédés actuels de la micro-électronique. L'objectif final était la réalisation de deux nouveaux dispositifs à partir de films à gradient de composition et à partir d'hétérostructures manganite-ferroélectrique. Les conditions de cristallisation " in-situ " à 500ʿC du PZT sur LaxSr1-xMnO3 ont été déterminées pour réaliser un dispositif à effet de champ. En utilisant une couche tampon d'oxyde de titane, la cristallisation " in-situ " à 500ʿC et le contrôle de l'orientation cristallographique du PZT ont été possible sur silicium recouvert de platine. Les propriétés électriques des films ont été étudiées. Pour les films à gradient de composition, l'existence du gradient ne semble pas suffisante pour observer un décalage vertical du cycle d'hystérésis qui aurait pour origine des courants de conduction asymétriques.
5
Caune, Sylvie. "Elaboration et caractérisation de films minces de tri et pentatellurures de zirconium." Aix-Marseille 2, 1989. http://www.theses.fr/1989AIX22009.
Full textAbstract:
Elaboration de couches minces zrte#3 et zrte#5 par pulverisation cathodique. Etude de la morphologie par microscopie electronique a balayage et de l'etat cristallin par diffraction rx. Etude systematique de la composition des couches par microanalyse de fluorescence x. D'autres analyses ont ete effectuees par spectroscopies d'electrons auger, de photoelectrons et exafs. Tous les resultats montrent la faisabilite d'elaboration des materiaux quasi-monodimensionnels zrtz#3 et zrte#5 en couches minces. Des mesures de reflectivite et de conduction, des etudes du comportement lors d'une reduction chimique ont ete effectuees egalement
6
Callard, Anne-Ségolène. "Elaboration et caractérisation de couches diélectriques pour l'optique." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1996. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/TH_T1653_ascallard.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la fabrication et la caractérisation des couches minces diélectriques pour l'optique. Les matériaux utilisés sont la silice, le nitrure de silicium et les oxynitrures de silicium. Les couches sont élaborées par dépôt chimique en phase vapeur active par plasma micro-onde (pecvd-ecr). Les dépôts sont contrôlés pendant leur croissance par ellipsométrie. Trois points ont été principalement développés: le premier d'entre eux est consacré à la fabrication de miroirs de bragg constitués de couches alternées de silice et de nitrure de silicium. Une méthode originale et simple de contrôle des épaisseurs de films par ellipsométrie in situ est présentée. Les mesures de réflectométrie sur les miroirs montrent que la méthode de contrôle in situ permet d'obtenir une grande précision sur les épaisseurs et les indices des différentes couches. Le deuxième est consacré à l'étude de la fabrication de films d'oxynitrure dont l'indice optique varie continûment avec l'épaisseur. Après l'examen de la variation de l'indice des couches en fonction des paramètres de dépôt, la méthode d'élaboration est présentée. Des films présentant des profils d'indice linéaire et parabolique ont été déposés sur du silicium et sur du verre. Le dernier point porte sur la caractérisation des films à gradient d'indice. On montre que la mesure d'un seul spectre ellipsométrique sur la couche permet d'obtenir la forme du profil. Une analyse en profondeur par gravure chimique permet de valider ces résultats
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Diop, Daouda Keïta. "Synthèse par pulvérisation magnétron et caractérisation de couches minces photochromes." Thesis, Poitiers, 2016. http://www.theses.fr/2016POIT2293/document.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse rentrent dans le cadre de l'ANR Photoflex (2013-2016) qui vise à mettre au point une technologie d'impression laser sans contact, pour créer des motifs actualisables ou permanents à caractère unique sur tout type de support, en particuliers des supports souples. Nous rapportons la synthèse par technique de pulvérisation magnétron en mode réactif et à température ambiante de films minces nanocomposites photochromes constitués de nanoparticules d'Ag entre deux couches nanoporeuses de TiO2. Ces films sont déposés sur des substrats souples tels qu'un plastique transparent (PET) et un papier diffusant. Nous montrons que lorsque le TiO2 est élaboré en régime de pulvérisation élémentaire, le film nanocomposite est coloré en raison de la présence de nanoparticules d'Ag métalliques induisant une résonance de plasmons de surface localisés dans le visible. En revanche, en régime de pulvérisation composite, le film nanocomposite est incolore car l'Ag s'oxyde lors de son recouvrement par le TiO2. Nous avons démontré que les échantillons incolores peuvent se colorer sous insolation laser UV (244 nm) dû à la réduction de l'Ag oxydé puis à la croissance de nanoparticules d'Ag métalliques par coalescence ou par mûrissement d'Ostwald. De plus, l'insolation laser visible (647 nm) à de faibles éclairements (quelques W.cm-2) de ce type de film ou des films initialement colorés donne lieu à des changements morphologiques des nanoparticules d'Ag qui modifient l'absorbance du film et entraînent une modification de la coloration de l'échantillon. Nous avons étudié l'influence des conditions de dépôt (épaisseur de la couche de recouvrement des nanoparticules, épaisseur de la sous-couche de TiO2, quantité d'Ag, temporisation après dépôt d'Ag, traitement plasma des nanoparticules d'Ag, multicouches) afin d'optimiser les effets de photochromisme en amplitude et en vitesse. Tous les mécanismes de photochromisme sont répétables durant des processus cycliques d'insolation UV/Visible. Pour de forts éclairements en laser visible (plusieurs dizaines de kW.cm-2), nous avons observé sur des films nanocomposites déposés sur verre, des changements de couleurs dépendants de la direction de polarisation du faisceau sonde, liés à la croissance thermique et à l'auto-organisation de l'Ag selon un réseau périodique de chaînes de nanoparticules. Contrairement aux faibles éclairements, les couleurs photo-induites sont permanentes et présentent un caractère dichroïque. Cette étude ouvre des perspectives intéressantes en termes d'applications, notamment pour l'authentification et la traçabilité de produits manufacturés, le stockage de données, les nouvelles générations de datamatrix, etcThese thesis works are within the framework of the ANR Photoflex (2013-2016), which aims to develop a contactless laser printing technology, in order to create updatable or permanent patterns of unique character on any types of supports, especially flexible supports. We report on a reactive magnetron sputtering-based deposition method to synthesize, at room temperature, photochromic nanocomposite thin films consisting of Ag nanoparticles sandwiched between nanoporous TiO2 layers. These films are deposited on flexible substrates such as a transparent plastic (PET) and a diffusing paper. We show that when the TiO2 is elaborated in the metallic sputtering mode, the nanocomposite film is colored due to the formation of metal Ag nanoparticles inducing a localized surface plasmon resonance in the visible range. In contrast, in the compound sputtering mode, the nanocomposite film is colorless because the Ag nanoparticles are oxidized during their capping by the TiO2. We have demonstrated that the colorless samples can be colored under UV laser irradiation (244 nm) due to the reduction of oxidized silver, followed by the growth of metallic Ag nanoparticles by coalescence or Ostwald ripening. Moreover, visible laser irradiation at low irradiances (few W.cm-2) of the colored films gives rise to changes in the particle morphology that modifies the absorbance of the films and results in sample color changes. We have investigated the influence of the deposition conditions (capping layer thickness of nanoparticles, TiO2 buffer layer thickness, Ag amount, holding time after Ag deposition, plasma annealing of Ag nanoparticles, multilayer) in order to optimize the photochromic effects in amplitude and in speed. All the mechanisms are repeatable during UV/Visible irradiation cyclic processes. For strong visible laser irradiances (several tens of kW.cm-2), we observed on nanocomposite films deposited on glass, color changes dependent on the polarization direction of the probe beam, related to the thermal growth and to the self-organization of Ag according to a periodic grating of nanoparticle chains. Contrary to low irradiances, the photo-induced colors are permanent and have a dichroic character. This study opens up interesting possibilities in terms of applications, including authentication and traceability of manufactured products, data storage, the new generation of datamatrix, etc
8
Kassem, Hussein. "Caractérisation et applications hyperfréquences de matériaux ferroélectriques en couches minces." Thesis, Bordeaux 1, 2009. http://www.theses.fr/2009BOR13784/document.
Full text
9
Lottiaux, Michel. "Caractérisation des couches minces d'oxyde de titane pour filtres optiques." Aix-Marseille 3, 1987. http://www.theses.fr/1987AIX30103.
Full textAbstract:
Les couches minces d'oxyde de titane ont de nombreuses applications optiques dans le cadre des multicouches dielectriques (filtres, miroirs. . . ). Les couches d'oxyde de titane observees ont ete fabriquees isolement, mais dans les conditions utilisees pour la realisation des multicouches. Nous avons etudie ici les variations de la morphologie, de la cristallinite et de la rugosite de ces couches, en fonction de l'epaisseur et de la temperature du support au cours du depot. Ces couches presentent une structure en colonnes avec une double pseudo-periode, une rugosite importante, et une anisotropie non negligeable. Ces caracteristiques ont ete reliees a differents modeles de croissance existants
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Segda, Bila. "Caractérisation dimensionnelle et physicochimique de couches minces et multicouches diélectriques." Clermont-Ferrand 2, 1993. http://www.theses.fr/1993CLF21529.
Full textAbstract:
Les differents aspects de ce travail qui concernent l'etude des materiaux al#2o#3, geo#2 et ge-pb-o sous forme de couches minces (uniques ou multiples) sont: l'elaboration des depots par la technique de pulverisation cathodique rf simple et rf magnetron, la mesure de l'epaisseur par interferometrie et par spectrometrie de fluorescence x, l'analyse en composition des depots par spectrometries xrf et rbs, l'etude des caracteristiques dielectriques de ces materiaux et de leurs empilements. L'analyse des couches a permis d'optimiser les conditions de pulverisation: pression initiale, pression totale et composition du plasma, puissance rf, distance cible-substrat et temperature du substrat. Les caracteristiques dielectriques de ces oxydes en couches uniques (monocouches) et de leurs empilements (multicouches) dependent des conditions de depot. Elles ont ete determinees a basse frequence (0. 2-100 khz) apres plusieurs cycles thermiques. Ces traitements thermiques ameliorent les proprietes dielectriques. L'elaboration d'oxydes mixtes ge-pb-o permet d'augmenter la permittivite dielectrique de geo#2 et la realisation des condensateurs a base de multicouches dielectriques a permis une amelioration des caracteristiques dielectriques notamment le champ de claquage. Ce travail montre l'interet des materiaux etudies (forte capacite surfacique, faibles pertes dielectriques et fort champ de claquage) pour leur utilisation dans des dispositifs electroniques miniaturises
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Cardin, Julien. "Elaboration et caractérisation de couches minces ferroélectriques pour des applications optiques." Phd thesis, Université de Nantes, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00090784.
Full textAbstract:
Dans l'objectif de réaliser des guides d'onde intégrés, des couches minces ferroélectriques de zirconate-titanate de plomb (PZT) ont été élaborées sur substrat de verre par dépôt chimique en solution. Un dispositif M-lines a été mis en place afin de déterminer l'indice de réfraction et l'épaisseur de ces films. Une attention particulière a été portée à l'analyse des résultats et des sources d'erreurs. Cela a conduit à la mise au point d'un critère d'indexation des modes de propagation dont l'efficacité a été prouvée par des simulations numériques. Une méthode d'optimisation a été développée permettant d'obtenir l'indice et l'épaisseur des films avec une précision relative de 10-3. La caractérisation M-lines a été utilisée pour étudier l'influence sur l'indice de réfraction de l'élaboration du PZT. Des guides d'onde linéaires et Mach-Zehnder ont été réalisés par photolithographie et gravure chimique, leur capacité à guider la lumière sur plusieurs dizaines de millimètres a été démontrée.
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Gaiaschi, Sofia. "Fabrication, caractérisation et modélisation de couches minces d'alliages silicium-carbone microcristallins." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112412/document.
Full textAbstract:
Malgré les efforts de la communauté scientifique, les cellules solaires multijonctions à base de matériaux amorphes, sont limitées par la dégradation sous lumière des matériaux actifs qu'elles emploient - notamment, le silicium amorphe hydrogéné (a-Si:H) ou le silicium-germanium amorphe (a-SiGe:H). Compte tenu de la facilité avec laquelle les dispositifs multijonctions peuvent être fabriqués dans cette filière couches minces, pour que cette filière reste compétitive sur le marché photovoltaïque, il est nécessaire de déposer des matériaux présentant les meilleures propriétés de transport possible, avec une énergie de gap variable comprise entre celle du silicium microcristallin hydrogéné (µc-Si:H, 1.1 eV) et celle du a-SiH (1.7 eV), et peu sensibles au vieillissement sous lumière. Le but de ces travaux de thèse était de développer une nouvelle classe de matériaux satisfaisant les critères précédemment cités, alliant carbone et silicium. En effet, les alliages silicium-carbone microcristallins hydrogénés (µc-Si1−xCx:H), sont des candidats prometteurs pour la réalisation de cellules photovoltaïques (PV): d'une part, la structure microcristalline devrait les rend moins sensible au vieillissement sous lumière, et d'autre part, il est possible de faire varier l'énergie de gap en modifiant le taux de carbone de l'alliage. Dans cette thèse, nous avons étudié les propriétés structurales et électriques de ces alliages à l'aide de nombreuses techniques de caractérisation complémentaires, et en faisant varier de nombreux paramètres de dépôt afin de déterminer celles permettant d'obtenir les meilleures propriétés possibles. Nous avons montré en particulier que ces alliages sont composés de cristallites de taille sous-micrométrique, enrobé dans une matrice de silicium-carbone amorphe (a-Si1−xCx:H). En plus, ces matériaux sont caractérisés par une croissance colonnaire, typique du µc-Si:H, avec la taille moyen des grains qui est contrôler en prévalence par la puissance RF utilisé pour le dépôt. L'incorporation de carbone, qui ne peut pas se passer dans la phase cristalline, cause la formation d'un tissue amorphe interstitielle qui enrobe les grain et en empêche la croissance. Ainsi, l'analyse de l'ensemble de nos résultats nous a permis de proposer un modèle cohérent de la croissance de ces alliages. Les propriétés électriques de nos matériaux ont été étudiées à l'aide des mesures de courant d'obscurité et de photocourant en régime stationnaire, de spectroscopie par interférométrie laser et de photocourant modulé. Nous avons pu établir une corrélation directe entre les propriétés électriques et les conditions de dépôt, mettant notamment en évidence que la présence des cristallites assure une conductivité plus élevée par rapport à du a-Si1−xCx:H, et que l'incorporation de carbone amène à des énergies de gap plus grandes que celle du µc-Si:H. Nous avons également montré que les meilleurs matériaux étaient obtenus pour des puissances RF faibles, de l'ordre de 113 mW/cm2. Des résultats de caractérisation de cellules photovoltaïques de type p-i-n ou n-i-p réalisées à partir de nos alliages, ont été aussi présentés. Les rendements obtenus restent encore modestes (de l'ordre de 3,5%) mais nous avons mis en évidence qu'il est possible de faire varier la tension de circuit ouvert (Voc) des cellules en changeant le taux de carbone incorporé dans les alliages. Ainsi, un paramètre autre que la dilution de silane lors du dépôt peut être utilisé pour contrôler Voc. Ces dispositifs sont les tout premiers déposés et nécessitent encore des étapes d'optimisation. Néanmoins, l'étude approfondie que nous avons réalisée sur ces alliages nous laisse penser qu'ils ont un potentiel intéressant pour les applications PVDespite continuous effort, thin-film silicon multi-junction solar cells are still limited by the light-induced degradation of amorphous materials that they employ − hydrogenated amorphous silicon layers (a-Si:H) or amorphous silicon-germanium (a-SiGe:H) layers. To survive, this technology must fully benefit from the ease with which it allows multi-band gap photovoltaic (PV) devices to be assembled. To this end, materials that are stable under light soaking and have an electronic band gap between that of hydrogenated microcrystalline silicon (µc-Si:H, 1.1 eV) and that of a-Si:H (1.7 eV) are needed. The goal of this PhD thesis was to develop a new class of materials satisfying all these requirements by alloying carbon and silicon. Indeed, hydrogenated microcrystalline silicon-carbon alloys (µc-Si1−xCx:H) are a promising candidate for expanding the toolbox of useful materials for thin-film photovoltaics. The interest in these alloys lies in the possibility of easily varying their effective band gap by changing the amount of carbon in their composition. In this thesis, the usefulness of such materials in thin-film PV devices was probed using a broad range of deposition and characterization techniques. Using thin-film growth techniques at low temperatures (175−300° C), the range in which such electronically useful materials can be grown has been explored. It was confirmed that even in the condition of small crystallites, no stable sub-stoichiometric Si-C crystalline phase exists (i.e. no parallel for silicon-rich c-SiGe has been observed). Under all deposition techniques utilized, these materials were composed of submicron-size silicon crystallites embedded in an amorphous silicon-carbon (a-Si1−xCx:H) matrix. However, while the presence of the crystallites assures a higher conductivity compared to a-Si1−xCx:H, the carbon incorporation leads to an effective energy gap larger than that of microcrystalline silicon, supporting our investigation of these materials as promising optoelectronic layers. In the first part of this work, different Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition strategies have been investigated to achieve the widest range of processing conditions and to learn the most about the growth conditions required to produce a high quality µc-Si1−xCx:H material. Material properties were extensively characterized both on the structural side and also from an electrical point of view, in order to establish a correlation between the deposition parameters and the microstructural, transport and defect-related properties. The extensive set of results has allowed the proposal of a coherent growth model for such µc-Si1−xCx:H thin films. Exploiting these results, PV devices using these alloys as active layers were made. Although the absolute levels of efficiency (around 3.5 %) are not as high as state-of-the-art microcrystalline silicon, this work showed that it is possible to obtain variations in the open circuit voltage by varying the amount of carbon incorporated in such µc-Si1−xCx:H alloys. This important result shows that a process parameter other than silane dilution can be used to control this aspect of device performance. PV performances are modest so far, which is expected as these are the first ever results concerning the application of such a new class of materials as the active layer in thin-film solar cells. However, with further advancements in such materials, their replacement of the less stable a-SiGe:H is not unforeseeable
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Iliescu, Ionela. "Croissance, caractérisation et transformation de phase dans des couches minces d'YMnO3." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAI018/document.
Full textAbstract:
Couches minces multiferroiques d’YMnO3 (YMO) films ont été synthétisée par MOCVD sur desubstrats de Si, STO, LAO et LSAT orientées (100). L'effet de l'épaisseur des couches et de lacomposition chimique sur les propriétés structurales et magnétiques a été étudié. YMO peutcristalliser dans deux structure : hexagonale (h-YMO) et orthorhombique (o-YMO), généralementconsidérée comme les phases stables et métastables, respectivement. Les deux phases, ainsi queleur phase précurseur amorphe sont étudiées dans cette thèse. D'un côté, une croissance sélectivede la phase amorphe, h-YMO ou o-YMO est réalisé sur des substrats de Si en ajustant lesconditions de dépôt. Une étude approfondie des conditions optimales a été réalisée. Unetransformation de phase irréversible de l'état amorphe à la phase cristalline o-YMO a lieu à unetempérature à peu près constante (~ 700 ° C) et dans un court période de temps (min ~). La phaseo-YMO ainsi obtenue est stable au moins jusqu'à 900 ° C.De l'autre côté, la phase o-YMO est stabilisé par épitaxie sur des substrats de type perovskite (STO,LAO, LSAT). Les films sur STO et LSAT présentent principalement l’orientation (010) tandis queceux sur les substrats de LAO sont orientées (101). Une orientation secondaire de domaines estobservée en particulier sur des substrats de STO: rotation de 90 ° dans le plan du domaine (010).A des faibles épaisseurs les couches sont contraintes. Les mesures magnétiques montrent uncomportement de verre de spin pour chacune de phase o- ou h-YMO, indépendamment du substratMultiferroic YMnO3 (YMO) films have been grown by MOCVD on (100)-oriented Si, STO, LAOand LSAT substrates. The effect of the film thickness and the chemical composition on structuraland magnetic properties has been investigated. YMO can crystallize in two structure: hexagonal(h-YMO) and orthorhombic (o-YMO), generally considered as stable and metastable phases,respectively. Both phases, together with their amorphous precursor phase, are studied in this thesis.On one side, a selective growth of the amorphous, o-YMO or h-YMO phase is achieved on Sisubstrates through the deposition conditions. An extensive study of the optimal conditions hasbeen carried out. An irreversible phase transformation from amorphous to crystalline o-YMOphase takes place at an almost constant temperature (~ 700 °C) and in a short period of time (~min). The o-YMO phase thus obtained is stable at least up to 900 °C.On the other side, the o-YMO phase is epitaxially stabilized on perovskite type substrates (STO,LAO, LSAT). The films on STO and LSAT substrates present mainly the (010) orientation whilethose on LAO substrate are (101)-oriented. Secondary domain orientation are observe in particularon STO substrates: (010) in plane with 90° rotation. Strained films are observed for smallthicknesses. The magnetic measurements show a spin glass behavior for either o- or h-YMO phase,independently of the substrate
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Caburet, Philippe. "Caractérisation de couches minces d'oxydes obtenues par pulvérisation cathodique radiofréquence magnétron." Aix-Marseille 3, 1989. http://www.theses.fr/1989AIX30056.
Full textAbstract:
La pulverisation cathodique est presentee comme une technologie alternative de l'evaporation sous vide pour le depot de couches minces optiques. Certaines caracteristiques d'oxydes obtenus par cette methode sont examinees pour differentes conditions de pulverisation. Des liens entre l'indice de refraction, l'indice d'extinction, l'inhomogeneite, la compacite des couches et des parametres de depot tels que pression de gaz, puissance electrique, temperature du substrat sont mis en evidence. A partir de ces resultats, des structures multicouches sont realisees. L'accord du calcul avec l'experience est considere et rapporte au controle d'epaisseur utilise et aux conditions de depot. La stabilite de la reponse spectrale des empilements obtenus est testee lors de transitions air/vide et comparee a celle de structures deposees par evaporation classique
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Cardin, Julien. "Élaboration et caractérisation de couches minces ferroélectriques pour des applications optiques." Nantes, 2004. http://www.theses.fr/2004NANT2048.
Full textAbstract:
Dans l'objectif de réaliser des guides d'onde intégrés, des couches minces ferroélectriques de zirconate-titanate de plomb (PZT) ont été élaborées sur substrat de verre par dépôt chimique en solution. Un dispositif M-lines a été mis en place afin de déterminer l'indice de réfraction et l'épaisseur de ces films. Une attention particulière a été portée à l'analyse des résultats et des sources d'erreurs. Cela a conduit à la mise au point d'un critère d'indexation des modes de propagation dont l'efficacité a été prouvée par des simulations numériques. Une méthode d'optimisation a été développée permettant d'obtenir l'indice et l'épaisseur des films avec une précision relative de 10-3. La caractérisation M-lines a été utilisée pour étudier l'influence sur l'indice de réfraction de l'élaboration du PZT. Des guides d'onde linéaires et Mach-Zehnder ont été réalisés par photolithographie et gravure chimique, leur capacité à guider la lumière sur plusieurs dizaines de millimètres a été démontréeLead zirconate titanate (PZT) ferroelectric thin films were elaborated on glass substrates by chemical solution deposition in the aim to realize integrated waveguide structures. In order to determine the refractive index and the thickness of the films, an M-lines spectroscopy experimental device was set up. Particular attention was given to the analysis of the results and possible error sources. This led us to establish an indexing criterion of the propagation modes, the efficiency of which was proven by numerical simulations. An optimization method was developed which allows the determination of the refractive index and the thickness of the films with a relative accuracy of 10-3. The M-lines characterization method was applied in order to study the influence of the PZT elaboration procedure on the refractive index. Linear and Mach-Zehnder type waveguides were realized by photolithography and wet chemical etching, light guiding along several tens of millimeters was demonstrated
16
Olive, François. "Caractérisation des couches minces par l'analyse des ondes acoustiques de surface." Grenoble 1, 1991. http://www.theses.fr/1991GRE10107.
Full textAbstract:
La microscopie acoustique permet d'observer sous la surface des matériaux optiquement opaques, pour la formation d'image dont le contraste est dû aux propriétés mécaniques locales de l'objet étudié. L’interprétation de ces images nécessite de bien comprendre l'interaction des différentes ondes acoustiques, générées par le microscope, avec la matière. Parmi ces interactions, le comportement des ondes acoustiques de surface s’avère fondamental pour la compréhension des contrastes. La signature acoustique est l’étude spécifique de cette interaction. On décrira la méthode et le dispositif expérimental mis en œuvre pour l'analyse de la signature acoustique. L’étude de cette technique nous a permis de développer une méthode de mesure non destructive de l’épaisseur des couches minces opaques, en particulier sur silicium ainsi qu'un profilomètre sans contact mécanique. Les performances de ces appareils ont été évaluées par comparaison avec les techniques destructives classiques et les résultats des mesures sont en excellent accord. L’étude approfondie de la fonction de réflectance a permis la détection expérimentale de différents modes de propagation acoustique de surface. Enfin l'analyse du comportement des ondes acoustiques en présence d'une interface solide-solide, lorsque le contact n'est pas intime, ouvre d’intéressantes perspectives pour le contrôle de l’adhérence.
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Bao, Zhaohui. "Croissance épitaxiale, caractérisation structurale et études magnétiques de couches minces d'UO2." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENI102.
Full textAbstract:
Nous avons étudié les propriétés structurales et magnétiques de films minces d'UO2 et d'UO2 / Fe3O4 fabriqués par pulvérisation cathodique. Les résultats montrent que la couche UO2 et le substrat LaAlO3 possèdent une relation épitaxiale (001)UO2 // (001)LAO et <100> UO2 // <110>LAO. Pour raison de croissance cohérente, une contrainte d'environ 2% est introduite dans la couche épitaxiale d'UO2. Cette croissance cohérente s'étend jusqu'à 45 Å. Au dessus de 500 Å, une relaxation partielle a été observée. La qualité du film influence fortement les propriétés magnétiques. L'existence d'une transition de phase du second ordre a été trouvée dans tous les films de 181 We have investigated structural and magnetic properties of epitaxial UO2 andUO2/Fe3O4 thin films fabricated by reactive DC-sputtering. The UO2 layer grew commensurately on LaAlO3 substrate with epitaxial relationships of (001)UO2 Î (001)LAO and <100>UO2 Î <110>LAO. Due to the pseudomorphic growth which extended up to 45 Å, a strain (Á) of about 2% were introduced into the UO2 epilayer. A partial relaxation process was observed for films thicker than 500 Å. The large mosaic affects strongly the magnetic properties. Rosonant X-ray scattering studies revealed that the Néel temperature remained at 30.8 K. However, a small reduction of TN is expected at tuo2 ~ 50 Å. The second-order phase transition was found for films with thickness between 181 and 4500 Å. Using the Bernhoeft plot, the thickness of the magnetically ordered phase was estimated. The pseudomorphic part was magnetically inactive. The exchange bias studies confirmed this result. For the first time, the magnetocrystalline anisotropy constant of UO2 was found to be about 1 x 107 erg/cm3
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Vautey, Christophe. "Dépot aérosol-gel et caractérisation FTIR de couches minces de silice." Grenoble INPG, 1998. http://www.theses.fr/1998INPG0026.
Full textAbstract:
Le procede aerosol-gel est un nouveau procede, base sur la pulverisation ultrasonore d'une solution de precurseurs sol-gel. Nous avons developpe ce procede et travaille sur l'elaboration de couches de silice a basse temperature, dans le cadre d'un projet europeen brite-euram. Les parametres chimiques permettant de deposer des couches homogenes ont ete identifies. Nous avons pour cela utilise et developpe plusieurs variantes de la spectroscopie infra-rouge a transformee de fourier : transmission en incidence normale et oblique, atr, deconvolution des spectres. Les analyses ftir ont permis de mettre a jour les interactions entre le procede et les parametres chimiques. Suite a ces observations, deux appareillages aerosol-gel ont ete construits : - un reacteur de recherche performant, qui permet d'obtenir de facon reproductible une homogeneite de 3 % en epaisseur sur des petits substrats, - un prototype de reacteur de depot continu sur des substrats de plus grande surface. Une premiere serie d'etudes montre que des couches de qualite optique peuvent etre obtenues sur une large gamme d'epaisseur avec des solutions sous-stoechiometriques en eau. Les spectres ftir des depots issus de ces solutions ont ete deconvolues. Nous avons ainsi identifie les especes chimiques et suivi l'evolution des couches lors de traitements thermiques. Une temperature minimale de 500 c est necessaire pour obtenir des couches de silice pure. Nous avons defini un autre type de preparation de solution en deux etapes pour les substrats thermiquement fragiles, qui permet d'abaisser considerablement la temperature de post-traitement. Les analyses ftir ont permis de mettre en evidence les mecanismes determinant la qualite des depots traites a basse temperature. Nous avons ainsi obtenus des couches denses et mecaniquement resistantes apres un traitement thermique de 2 heures a 80 c. Les resultats, tant du point de vue chimique que technologique, permettent d'esperer une industrialisation prochaine pour des applications optiques.
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Commandré, Mireille. "Caractérisation de l'absorption dans les composants optiques en couches minces par déflexion photothermique." Aix-Marseille 3, 1992. http://www.theses.fr/1992AIX30074.
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Bendahan, Marc. "Réalisation et caractérisation de films d'alliage à mémoire de forme NiTi : application à la réalisation de micro-ationneurs et de micro-capteurs." Aix-Marseille 3, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX30002.
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Halgand, Eric. "Élaboration et caractérisation de couches minces de Cu(In, Al)Se2 en vue d'applications photovoltaïques." Nantes, 2006. http://www.theses.fr/2006NANT2025.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail était de mettre au point des procédés d'élaboration de couches minces de Cu(In,Al)Se2 pour application en tant que couche absorbante dans des cellules photovoltaïques. Ainsi nous avons tout d'abord réalisé des films par un procédé de sélénisation qui a donné de résultats manquant de reproductibilité, nous avons alors poursuivit par un procédé de co-évaporation où l'aluminium était introduit par " flash ", ce qui nous a permis de réaliser des cellules photovoltaïques de type ZnO/In2S3/Cu(In,Al)Se2 /Mo d'un rendement de 5,5%. Nous avons ensuite utilisé un procédé utilisant un film de (In,Al)2Se3 comme précurseur de nos couches, ce qui nous a permis ainsi de réaliser des cellules photovoltaïques de type ZnO/CdS/Cu(In,Al)Se2 /Mo de 5,8% de rendementThe objective of this work was to develop processes of development of thin films of Cu (In, Al) Se2 for applications as absorbing layers in solar cells. First of all we carried out films by a process of selenisation, which gave results lacking reproducibility, We have then continued by a process of co-evaporation where aluminium was introduced by “flash”, which allowed us to carried out photovoltaic cells of type ZnO/In2S3/Cu (In, Al) Se2 /Mo with an efficiency of 5,5%. We then used a process using a film of (In, Al) 2Se3 like precursor of our layers, having thus allowed us to carry out solar cells of type ZnO/CdS/Cu(In, Al) Se2 /Mo of 5,8% efficiency
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Bouessay, Isabelle. "Caractérisation de couches minces d'oxyde de nickel préparées par ablation laser : matériau électrochrome à coloration anodique." Amiens, 2003. http://www.theses.fr/2003AMIE0312.
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Legeay, Gérard. "Couches minces amorphes d'ITO : caractérisation, structure, évolution et fonctionnalisation sous rayonnements UV." Phd thesis, Université Rennes 1, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00567155.
Full textAbstract:
L'oxyde d'indium, transparent dans le domaine du visible, peut devenir conducteur électrique par création de lacunes d'oxygène et/ou par dopage à l'étain (ITO). Déposé en couches minces par pulvérisation cathodique RF à température ambiante, il est compatible avec des supports organiques souples. Dans une première partie, nous décrivons les méthodes de caractérisation mises en place. Nous précisons et discutons les propriétés structurales, électriques et optiques de nos couches optimisées amorphes. Leurs performances sont comparables à celles des meilleures couches polycristallines d'ITO, classiquement obtenues à température élevée. Nous examinons ensuite l'interaction de ces couches avec les rayonnements UV. Le faisceau d'un laser à excimères permet d'y transférer la géométrie désirée par ablation, sans recours à une photolithographie standard. Le recuit et la cristallisation par laser, à plus faibles fluences, sont comparés à un recuit standard au four. Nous mettons enfin en évidence le rôle du rayonnement UV dans le contrôle des réactions de surface, principalement avec l'eau. Nous présentons l'action des très faibles fluences UV sur les caractéristiques électriques des couches d'ITO.
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Delsol, Benjamin. "Elaboration et caractérisation de couches minces supraconductrices épitaxiées de rhénium sur saphir." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GRENI015/document.
Full textAbstract:
Dans les dispositifs électronique, il est prochainement attendu que la réduction de la taille des composant atteingne prochainement la limite quantique. De ce fait, manipuler l'information quantique apparait comme un nouveau challenge. Les Qubits supraconducteurs basé sur la physique du solide et les Jonctions Josephson sont des systèmes prometteurs qui profitent des avantage des technologies de la micro-électronique. Toutefois, le temps de décohérence des états quantique est encore un facteur limitant. Cette limitation est généralement attribuée à la faible qualité cristalline des matériaux utilisés (défauts cristallins, impuretés). La technique d'épitaxie par jets moléculaires a été utilisé pour la croissance de couches minces de rhénium de haute qualité cristalline sur des substrat de saphir dans un environnement Ultra Haut Vide. Le misfit existant entre les réseaux cristallins du rhénium et du saphir est suffisamment bas pour permettre une croissance épitaxiale du rhénium sur le saphir, mais également une croissance d'une barrière tunnel en oxyde d'aluminium monocristallin sur la couche de rhénium elle-même. Afin d'améliorer la qualité cristallographique de la couche de rhénium, des simulations et de nombreuses techniques de caractérisation ont été utilisées. Puis les propriétés supraconductrices des films de rhénium ont été étudié à des températures ultra basses afin de comparer ces propriétés à la qualité cristallographique de nos filmsIn electronic devices, it is expected that the quantum limit will soon be reached with decreasing system size. Therefore, manipulating quantum information appears as a new challenge. Solid state Qubits based on superconducting Josephson junction are promising systems which take advantage of microelectronics technology. However, decoherence time of the quantum states is still a limiting factor. This has been generally ascribed to the poor crystallographic quality of the materials used so far (crystallographic defects, impurities). The Molecular Beam Epitaxy (MBE) technique may be used to grow rhenium (Re) films of high quality on sapphire substrates in an Ultra High Vacuum (UHV) environment. So far, the misfit between Re and sapphire is low enough to permit the growth of a single crystal aluminium oxide thin film on top of the Re layer. In order to improve the crystallographic quality of the Re film, some simulations and several characterizations techniques have been used. Then, the superconducting properties of rhenium films have been studied at Ultra Low Temperature in order to compare with their crystallographic qualities
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Felten, Franck. "Synthèse et caractérisation de couches minces d'oxydes déposées par CVD à injection." Grenoble INPG, 1996. http://www.theses.fr/1996INPG0162.
Full textAbstract:
Le procede cvd a injection est une nouvelle technique d'introduction des vapeurs de precurseurs dans un reacteur de depot cvd. Son principe repose sur l'injection de micro-quantites de precurseurs (quelques 1), sous forme liquide, dans un evaporateur ou a lieu une evaporation flash. L'injection de la solution est assuree par une micro-electrovanne pilotee par ordinateur. Cette technique a ete developpee au lmgp afin de resoudre certains problemes de la cvd. L'objectif de cette these a ete de montrer la faisabilite et les potentialites de ce nouveau procede, en etudiant le depot de couches minces d'oxydes de complexite croissante: ta#2o#5, multicouches sio#2/ta#2o#5, zro#2(y), yba#2cu#3o#7#-#x. Des films de ta#2o#5 de bonne qualite ont ete obtenus (couches denses, faible rugosite de surface, indice de refraction eleve, bonnes caracteristiques electriques c(v) et g(v) des dispositifs mis w/ta#2o#5/sio#2/si). Nous avons egalement depose des multicouches ta#2o#5/sio#2 en utilisant plusieurs sources cvd a injection, avec un bon controle de l'epaisseur de chaque couche, sans lignes ni vannes chaudes qui auraient ete necessaires pour un depot par cvd classique. Dans une troisieme etape, nous avons depose des materiaux constitues de plusieurs elements chimiques, avec une seule source contenant un melange des differents precurseurs, ce qui est impossible a realiser par cvd classique (epitaxie de zro#2(y) sur al#2o#3 (01-12), couches supraconductrices ybco avec t#c > 90 k et j#c > 1 ma/cm#2). L'interet du procede cvd a injection est de permettre un controle souple et precis des tensions de vapeur, meme avec des precurseurs thermiquement instables (ex: ba(tmhd)#2). Cette etude montre que le procede cvd a injection est une technique tres performante pour le depot de couches minces. Sa compacite, sa souplesse d'utilisation, et les fortes vitesses de croissance obtenues constituent des atouts majeurs, en vue d'une utilisation a l'echelle industrielle
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Fabreguette, François. "Caractérisation de couches minces et de multicouches nanométriques à base d'oxynitrure de titane élaborées par LP-MOCVD." Dijon, 2000. http://www.theses.fr/2000DIJOS071.
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Ba, Cheikhou. "VO₂ amorphe et polycristallin : dépôt en couches minces, caractérisation et application en optique-photonique." Doctoral thesis, Université Laval, 2017. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27494.
Full textAbstract:
Le dioxyde de vanadium (VO₂) est un matériau thermochrome de la famille des oxydes de métaux de transition (OMT). Sa température de transition (Tt), de 68 degrés Celsius, est parmi tous les OMT la plus proche de la température ambiante. Le VO₂ est métallique au-dessus de Tt et semi-conducteur en dessous de celle-ci. Le vanadium est un métal de transition avec plusieurs degrés d'oxydation. Lors de la fabrication des couches minces de VO₂, les différents degrés d'oxydation du vanadium entrent en compétition, ce qui rend très difficile la fabrication de couches minces stœchiométriques. On étudie les couches minces de VO₂ déposées par pulvérisation cathodique réactive ac double magnétrons assistée de faisceaux d'ions oxygène/azote pour des applications en optique et photonique. On dépose des couches minces de vanadium qu'on oxyde par la suite en dioxyde de vanadium. Les films ainsi fabriqués sont étudiés par des techniques de caractérisation optique, électrique, structurale et surfacique. Les propriétés de surface et de transport dépendent fortement de la proportion d'ions réactifs d'oxygène dans le faisceau ionique et du taux de conversion du V en VO₂. Le bombardement ionique diminue la température de transition et la résistance électrique des couches minces de VO2. Il mène à la formation de la phase monoclinique M2 du VO₂. Celle-ci est stabilisée par l'oxydation du V en VO₂ par la méthode "Rapid Thermal Annealing and Cooling" (RTAC). Ce processus permet un contrôle fin et aisé de la microstructure et de la texture des couches minces menant à de nouvelles propriétés optiques et électriques des couches minces de VO₂. Les applications du VO₂ proposées dans cette thèse vont des revêtements intelligents actifs et passifs aux lentilles minces nanométriques planes en passant par des dispositifs en couches minces thermo-électrochromes.
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Amory, Christophe. "Élaboration et caractérisation de couches minces à base de chalcogénures : applications aux cellules photovoltai͏̈ques." Nantes, 2003. http://www.theses.fr/2003NANT2099.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail a été de synthétiser des matériaux en couches minces à base de chalcogénures pour une application comme couche absorbante dans les piles photovoltai͏̈ques. Ainsi, des couches minces de diséléniure d'indium en phase ? ont été élaborées par co-évaporation pour différentes températures de substrats. Après une étude fondamentale de ces couches minces, nous avons étudié d'une part leur dopage avec du manganèse et d'autre part leur utilisation comme film précurseur pour les couches minces de Cu(In,Ga)Se2. Le dopage de ?-In2Se3 par le Mn a permis d'améliorer les propriétés électriques, notamment la conductivité d'un facteur 105, et les premières photopiles à base de Cu(In,Ga)Se2 ainsi obtenu ont montré un rendement encourageant de 5,5 %. Parallèlement à cette étude, nous avons mis au point un procédé permettant d'élaborer des couches minces de MoTe2 à basse température que nous avons ensuite utilisées comme film précurseur pour l'obtention de couches minces de MoS2The aim of the present work was to synthesize, in thin film form, materials based on chalcogenide that which can be used as absorbant layer in solar cells. Thin film of indium sesquiselenide in ? phase (?-In2Se3) have been obtained by co-evaporation for various substrat temperature. After a fondamental study , we have investigated Mn doping of these films and in the other hand their use as precursor layer to obtain Cu(In,Ga)Se2 thin films. Mn doping improve electrical properties of ?-In2Se3, especially the electrical conductivity by five order of magnitude. First solar cells based on Cu(In,Ga)Se2 obtained by our process show a promising efficiency of 5. 5 %. On the other hand we have developed a new synthesis road of MoTe2 thin films at low temperature. These films have been used as precursor to obtain MoS2 thin film
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Brousse, Elodie. "Modélisation et caractérisation de nouveaux matériaux en couches As2GenTe3+n." Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20163.
Full textAbstract:
Le systeme as-ge-te est principalement connu pour ses phases vitreuses qui ont ete etudiees pour la transmission infra-rouge. Il existe un ensemble de composes cristallises de formule as#2ge#nte#3#+#n obtenus dans le systeme as#2te#3gete. Nous avons etabli les relations structures cristallines-proprietes electroniques pour les composes binaires as#2te#3, gete et pour les phases ternaires as#2ge#nte#3#+#n avec n allant de 1 a 5. Nous avons developpe une methode d'analyse pluridisciplinaire. Le calcul moleculaires fournit une image simplifiee de la structure electronique en fonction des environnements locaux des differents atomes. Les bandes de valence calculees et obntenues par spectroscopie de photoelectrons x (xps) montrent une evolution pour les composes ternaires en fonction de n. Les spectres d'absorption x (xas) ont ete mesures pour les 3 elements et a differents seuils ; une reconstruction de la bande de conduction calculee a partir de ces spectres ne montre pas de changement important. Les caracteres des principaux pics xps et xas ont ete etablis a partir des densites d'etats partielles mettant en evidence l'influence des differentes liaisons chimiques des composes. La structure electronique locale a ete etudiee par xps (niveaux de coeur) et par spectroscopie mossbauer pour chacun des elements.
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Beauseigneur, Thierry. "Techniques de spectrophotométrie dans l'infrarouge et de mesure des pertes par diffusion pour la caractérisation de couches minces optiques." Aix-Marseille 3, 1991. http://www.theses.fr/1991AIX30050.
Full textAbstract:
Les techniques de caracterisation des surfaces traitees sont bien maitrisees dans le domaine spectral visible. Pour preparer une extension previsible dans le domaine de l'infrarouge moyen, nous avons developpe un banc de mesure des proprietes optiques travaillant dans le domaine spectral compris entre 1 et 12 microns. L'objectif etant la mesure des facteurs de reflexion et de transmission speculaires r et t de l'echantillon, nous montrons comment l'adaptation a ce domaine spectral des techniques et methodes eprouvees dans le domaine visible a permis la realisation et la mise au point d'un spectrophotometre de hautes performances donnant les mesures avec une repetabilite de quelques 10##4. L'incertitude existant dans le domaine infrarouge sur les valeurs des indices de refraction des surfaces de reference utilisees pour calibrer nos flux nous a amenes a concevoir et a realiser parallelement un appareillage de mesure nomme vw nous permettant de determiner de maniere absolue les facteurs de reflexion des surfaces etalons. Nous exposons l'ensemble des premiers controles et verifications effectues sur ce montage. Nous nous interessons ensuite a la determination des pertes par diffusion introduites par un substrat transparent. Nous avons cree une methodologie permettant, a partir de la mesure de la repartition spatiale de la lumiere diffusee, de determiner les rugosites de chacune des faces d'un tel substrat. Cette technique testee et verifiee dans la partie visible du spectre est applicable dans le domaine infrarouge
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Moreau, Benoît. "Contribution à l'étude des textures dans les couches minces : caractérisation de barrières de diffusion de nitrure de titane." Metz, 1993. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1993/Moreau.BenoitSMZ9313.pdf.
Full textAbstract:
La première partie de l'étude traite de la caractérisation des textures des matériaux polycristallins en couches minces. Les techniques de diffraction X en incidence rasante sont d'usage courant, et le principe est repris dans l'acquisition des figures de pôles afin d'améliorer le rapport signal/bruit et de réduire l'influence de la fluctuation statistique. L'inconvenient de la technique apparait dans la zone centrale manquante des figures de pôles mesurées en incidence réduite. Afin de définir au mieux la fonction de distribution des orientations cristallines, un compromis doit être trouvé entre le gain en qualité de mesure des intensités diffractées et la perte d'information relative à la zone centrale non mesurée. Le problème est traité sur un lot de couches de nitrure de titane d'épaisseurs variant entre 20 et 300 nanométres, déposées par pulvérisation cathodique sur un substrat monocristallin de silicium. Par la suite, les simulations fournissent un outil permettant d'évaluer ce compromis pour tous matériaux (épaisseurs, absorption, textures). Le couple de couches minces Ti(20nm)/Ti(100nm) remplit les spécifications requises par l'industrie microélectronique pour les barrières de diffusion entre métal (Al) et semiconducteur (Si). Dans la suite de l'étude, les caractéristiques microstructurales (texture, contraintes, tailles de grain. . . ) des couches de nitrure de titane sont corrélées aux paramètres de déposition (température du substrat, composition du gaz dans la chambre de déposition), et aux propriétés physiques de résistivité et de diffusion. Pour toutes les couches étudiées, la composante de texture principale du Tin est une fibre 111 dans la direction normale à la surface de la couche. La conclusion porte sur la particularité de certaines barrières de diffusion à présenter une fibre secondaire 311, générée par une relation d'épitaxie avec les plans 10. 1 de la sous-couche de titaneThe first part of the study is concerned with the ability of the reduced incidence X-ray diffraction technique to measure pole figures for thin films. In order to improve the statistical noise and the ratio diffracted intensity/background, the volume of irradiated material is increased by measuring poles figures with an asymetric beam path. However, the drawback is that the pole figures become incomplete in the center. To define the orientation distribution fonction, an optimum compromise has to be found between the increase in data quality and the decrease in number of available measurements related to the size of missing zone. The question is investigated on a sqet of titanium nitride layers with thicknesses ranging from 20 to 600 nanometers, sputter-deposited on monocrystalline silicon substrates. Modelling is also carried out, defining a tool which allows to find the optimal measurement conditions for a given material (thickness and texture). Titanuium nitride is used in the microelectronic industry as diffusion barriers between aluminium and silicon in the following layer configuration : Si/Ti (20nm)/TiN(100nm)/Al. In the second part of the study, TiN microstructural features (textures, grain sizes, residual stresses. . . ) are correlated to deposition parameters (substrate temperature, gaz composition), and physical properties (resistivity, diffusion). The main texture component of TiN is a 111 fiber normal to the layer surface for all specimen investigated. The study points out the specificity of some diffusion barriers to grow with a secondary 311 fiber texture. It generates from the epitaxial relationship with the10. 1 planes of the titanium underlayer. This texture feature, linked to the diffusion behaviour of the layer system, leads to an original consideration of the anisotropic nature of the diffusion coefficient
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Pinel, Eric. "Vers le développement d'un nouveau luminophore rouge : synthèse, caractérisation, mise en forme et évaluation des propriétés physico-chimiques de CaTiO3:Pr3+." Clermont-Ferrand 2, 2005. http://www.theses.fr/2005CLF21559.
Full textAbstract:
Ce travail est basé sur l'étude du luminophore rouge CaTiO3 dopé par l'ion Pr3+. L'ouvrage comporte un premier volet dédié à ses conditions de préparation sous forme de poudre ou de films pour une valorisation dans des dispositifs utilisant une source d'excitation UV ou VUV. Un volet plus fondamental est développé afin de préciser les mécanismes de luminescence dans CaTiO3:Pr3+ sous excitation UV. Il est mis en évidence que la relaxation UV-rouge est liée à la présence à basse énergie d'une bande de transfert de charge par intervalence au sein du couple Praséodyme-Titane. Cette propriété est ensuite utilisée pour proposer un modèle prédictif pour la délection de nouvelles formulations de luminophores rouges utilisant l'ion Pr3+ comme activateur. Le dernier volet concerne une étude préliminaire des mécanismes de rémanence dans CaTiO3:Pr3+
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Yang, Liu. "Caractérisation de couches minces de ZnO élaborées par la pulvérisation cathodique en continu." Phd thesis, Université du Littoral Côte d'Opale, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00919764.
Full textAbstract:
Ce mémoire concerne un ensemble d'élaboration et de caractérisation de couches minces à base de ZnO par la pulvérisation cathodique en continu. L'étude structurale montre que le traitement thermique lors du dépôt et post-dépôt à l'air ont une influence similaire sur l'augmentation de la taille de cristallites jusqu'à une température de 250°C. À partir de cette température critique, la taille des cristallites continue à augmenter en fonction de la température de recuit, alors qu'elle diminue légèrement avec la température de dépôt. L'étude morphologique montre que le traitement thermique lors du dépôt a une influence plus marquée sur la rugosité que celui à l'air de l'ambiante à 470°C. En fonction de la température de dépôt la résistivité électrique en continu diminue lorsque celle-ci augmente. Ce phénomène est directement lié à la qualité de la structure cristalline des films. À l'inverse, le recuit post-dépôt à l'air rend le film plus résistif. La deuxième partie de ce travail porte sur des mesures de bruit en 1/f. Nous montrons que le bruit est très sensible à la température de dépôt et à l'orientation des cristallites dans le matériau. Le bruit obtenu dans le sens transversal est plus élevé que celui obtenu dans le sens longitudinal. De plus, le bruit mesuré en présence de lumière peut être beaucoup plus élevé. Par un modèle simple, nous avons montré que ce phénomène est relié à la photoconductivité et à la présence de défauts en surface du matériau. Enfin, une technique photothermique par radiométrie unfrarouge a été utlilisée pour effectuer une caractérisaiton thermophysique du matériau. Cette technique permet de déterminer les paramètres optiques et thermiques de l'échantillon. Une étude théorique de l'évolution du signal photothermique en fonction de la fréquence de modulation a permis de mettre en évidence les conditions dans lesquelles on peut mesurer ces paramètres avec précision.
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Nguema, Agnandji Edwin. "Génération et détection Terahertz : application à la caractérisation de matériaux en couches minces." Thesis, Bordeaux 1, 2009. http://www.theses.fr/2009BOR13796/document.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la caractérisation de matériaux en couches minces par spectroscopie terahertz dépendant du temps. Dans ce but, nous avons élaboré un banc d’analyse spectroscopique dont l’émission et la détection terahertz reposent sur l’utilisation de laser femtoseconde, de semi-conducteurs, de photocommutateurs ultrarapides ou de cristaux électro-optiques. La réponse diélectrique quantitative de matériaux ferroélectriques (titanate de baryum/ - Ba1-xSrxTiO3) déposés sous forme de couches minces, a permis de mettre en évidence l’importance des modes mous de phonon par une étude en température. Enfin, le comportement électromagnétique de polymères conducteurs à base de polyaniline a été effectué notamment leur efficacité de blindage en bande millimétrique et submillimétriqueThis work concerns the characterization of thin film materials by terahertz time domain spectroscopy. For this purpose, we elaborated a terahertz setup in which the terahertz emission and terahertz detection are based on the use of femtosecond laser, semiconductors, ultrafast photoswitches or electro-optic crystals. The study of dielectric function of ferroelectrics thin film (barium titanate/-Ba1-xSrxTiO3) with temperature, give the importance of soft phonon mode. Finally, the electromagnetic behavior of conducting polymers based on polyaniline was made, in particular their shelding effectiveness in millimeter and sub-millimeter length
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Mevel, Mehdi. "Couches minces de langasite pour applications piézoélectriques : élaboration par chimie douce et caractérisation." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENA029/document.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est l'élaboration de couche mince piézoélectrique sans plomb pour des applications mécatroniques. Le matériau piézoélectrique sélectionné est la langasite, La3Ga5SiO14, qui conserve ses propriétés à haute température (Tfus = 1470°C). L'élaboration par chimie douce permet une mise œuvre simple et économique. De nombreuses synthèses ont été réalisées variant précurseurs, ligands et solvants Des analyses thermogravimétriques et thermiques différentielles complétées par des caractérisations par spectroscopie infrarouge ont permis de comprendre les étapes de décompositions des précurseurs pour les différentes synthèses. Ainsi les précurseurs chlorures ne permettent pas la formation de langasite pure puisque restant dans la sphère de coordination du lanthane jusqu'à haute température. Nous avons retenu une synthèse à base de précurseurs nitrates permettant la formation d'une solution stable, nécessaire pour la réalisation de dépôts et conduisant à la formation de la langasite pure. Pour être piézoélectrique une couche mince doit être texturée dans une direction correspondant à une direction piézoélectrique du matériau. L'objectif de la thèse était au départ de déposer la langasite sur un substrat souple bitexturé de Ni95W5/LZO. Tous les essais de dépôts ont conduit à l'oxydation de ce substrat, même sous atmosphère inerte, d'autres substrats ont donc été étudiés. Les films obtenus ont essentiellement été caractérisés par diffraction des rayons X en mode tetha/2tetha, phi scan et figures de pôles. Des études par microscopie électronique à transmission ont également été menées. La morphologie des dépôts a été caractérisée par AFM. Les essais sur MgO (111) ou Si (100) ont conduit à la formation d'une couche mince de langasite polycristalline. Le dépôt de langasite sur MgO (100) possède une orientation préférentielle des plans (110) et (101). Des dispositifs SAW réalisés sur plusieurs couches n'ont pas permis de mettre en évidence des propriétés piézoélectriques. La dégradation de la langasite dans les films a ensuite été mise en évidence et peut expliquer ces résultats. Les dépôts de langasite sur spinelle MgAl2O4, présentent une texture fibrée des plans (002). Les perspectives de ces travaux concernent la mesure des coefficients piézoélectriques des dépôts sur spinelle ainsi que des essais de dépôt d'une couche métallique sur la surface des films afin de les protéger et éviter ainsi leur dégradationThe objective of this PHD is the development of piezoelectric thin layers without lead element. The selected piezoelectric material is the langasite, La3Ga5SiO14, which keeps its piezoelectric properties at very high temperature (Tm = 1470°C). The chosen langasite synthesis is a soft chemistry way which is economical and easy to work. We have made many tests with different metal precursors, different solvents and ligands. Infrared spectroscopy, X-ray diffraction, differential thermal analysis and thermogravimetric analysis were done to study the decompositions steps. Thus, the synthesis with chlorides precursors lead to impure langasite due to chloride atoms which stay in the coordination sphere of lanthanum at high temperature. We selected a based nitrate synthesis which allows the formation of stable solution leading to pure langasite. To be piezoelectric, a thin layer must be a textured layer, and the orientation of the texture must be a piezoelectric direction. To depose langasite on flexible bitextured substrate of Ni95W5 / LZO was the first aim of this PHD. All tests led to the oxidation of this substrate. Further to these results other substrates were studied. The films were analyzed by X ray diffraction in (theta/2theta), phi scan and pole figures. The morphology of the layers was studied by AFM. Tests on MgO (111) or Si (100) led to the formation of polycrystalline langasite thin Layer. Deposition of langasite on MgO (100) led to two preferred orientation (110) and (101) . SAW electrodes were deposited on these layers but any piezoelectric properties were measured. Further degradation of films has been shown. Depositions on spinel MgAl2O4 , present a fibrous texture of the (002) planes . The prospects of this work concern the piezoelectric coefficients measurement of spinel deposit. Depositions tests of a metallic layer to protect the films langasite from degradation have to be made
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Kharouf, Riad. "Caractérisation des défauts par attaque chimique dans les couches minces épitaxiales de silicium." Paris 11, 1985. http://www.theses.fr/1985PA112023.
Full textAbstract:
Une technique de révélation de défauts par attaque chimique dans le silicium (dislocations, fautes d’empilement et S-pits) a été présentée et appliquée à l’étude des couches minces épitaxiales de Si élaborées par pulvérisation ionique. La présence d’une densité importante de défauts dans les couches est corrélée à la préparation in-situ du substrat (nettoyage thermique ou décapage ionique) et des conditions d’épitaxie.
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Far, Lakhdar. "Caractérisation ultrasonore de couches polymériques minces déposées sur un substrat : application aux peintures." Bordeaux 1, 1991. http://www.theses.fr/1991BOR10533.
Full textAbstract:
L'etude porte sur la determination, par voie ultrasonore, des proprietes elastiques, geometriques des sous-couches constitutives de la peinture utilisee dans l'industrie automobile. Pour cela, la courbe v(z) du revetement est utilisee pour la determination simultanee de la vitesse de phase de l'onde longitudinale dans la couche et de son epaisseur. Les vitesses du mode transversal et les epaisseurs des differentes sous-couches sont obtenues grace a un montage micro-reflectometrique travaillant en incidence elevee. L'adherence de la peinture sur le substrat metallique, representee par une couche elastique intermediaire, est estimee grace aux ondes de plaque dans la structure
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Demange, Valérie. "Seléction, élaboration et caractérisation d'alliages et de couches minces approximants Al-Cr-Fe." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2001. http://www.theses.fr/2001INPL568N.
Full textAbstract:
Nous avons étudié le système ternaire Al-Cr-Fe en élaborant des alliages massifs sur un grand domaine de composition. La caractérisation de ces alliages a été réalisée par diffraction des rayons X, analyse thermique différentielle et microscopie électronique à transmission. Nous avons déterminé une zone d'existence sur le diagramme de phase de plusieurs nouvelles phases orthorhombiques et monocliniques approximantes de phase décagonale qui peuvent coexister avec une ou plusieurs phases [gamma]-laiton. Ces dernières montrent des liens structuraux forts avec les phases approximantes. L'étude des propriétés optiques de ces alliages met en évidence un comportement très différent de celui des métaux que nous avons interprété en nous basant sur les caractéristiques structurales des phases en présence. Ces alliages présentent des propriétés de résistance à l'oxydation intéressantes. Cette étude a donc été complétée par l'élaboration et la caractérisation de couches minces approximantes du système AI-Cr-Fe déposées en phase vapeur. En particulier, nous avons observé la formation d'une surstructure de phase [gamma]-laiton qui présente des caractéristiques structurales proches de celles des phases approximantes. Les propriétés optiques des couches minces ont été étudiées par ellipsométrie dans le domaine du visible. Ces propriétés ainsi que les propriétés de mouillage sont comparables à celles des alliages massifs.
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Vermeulen, Jean-Luc. "Elaboration par pulvérisation ionique et caractérisation de couches minces ferromagnétiques à forte perméabilité." Grenoble 1, 1993. http://www.theses.fr/1993GRE10071.
Full textAbstract:
Dans le cadre des applications employant des materiaux ferromagnetiques aux hyperfrequences, nous avons etudie les proprietes magnetiques et electriques de couches minces ferromagnetiques metalliques et dielectriques deposees par pulverisation ionique. Le premier volet de ce memoire se rapporte a l'installation de depot. Des parametres cles tels que l'orientation de la cible et la temperature du substrat font l'objet d'une analyse approfondie. Cette etude a permis ainsi d'aboutir a l'obtention de couches denses de qualite maitrisee. Sur la base de ces preliminaires, des films minces microcristallises de co-fe-si-b ont ete elabores et caracterises. L'analyse des proprietes magnetiques statiques et dynamiques en fonction des conditions experimentales montre qu'elles sont particulierement sensibles aux deux parametres: temperature de depot et bombardement ionique. Leur controle a permis ainsi de realiser des couches presentant a la fois des permeabilites elevees a basse frequence et de fortes pertes a des frequences plus hautes. En dernier lieu, l'accent est mis sur la realisation et l'etude de couches resistives de b-n et de fe-b-n. Nous montrons qu'il est possible d'obtenir, grace a un bombardement simultane d'ions azote de la couche en croissance, des depots nitrures de concentration en azote variable dans l'intervalle 0-50 pour cent. Concernant les depots de fe-b-n, une forte dependance des caracteristiques electromagnetiques vis-a-vis de la composition a ete observee. Selon la concentration de fer, les proprietes du compose evoluent d'un caractere fortement ferromagnetique et conducteur, a un comportement tres resistif mais a faible induction a saturation
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Serio, Bruno. "Modélisation, élaboration et caractérisation de reseaux de microthermocouples or-palladium en couches minces." Besançon, 2000. http://www.theses.fr/2000BESA2077.
Full textAbstract:
La détection précise et rapide des changements de température de surface est crucialepour l'étude de nombreux phénomènes physiques ou processus industriels (par ex. Usinage laser, projection thermique). Si la température mesurée à l'aide d'un thermocoupleou d'une résistance thermométrique placés en contact direct avec la surface est touhours celle du capteur, le plus souvent elle s'éloigne de celle de la surface elle même. La présence du capteur engendre en effet des erreurs liées à la perturbation qu'il provoque sur le champ des températures à mesurer. La solution développée dans cette thèse pour réduire ces perturbations consiste à déposer le capteur directement sur la surface à caractériser. La technologie développée dans le domaine des microtechniques permet l'élaboration de tels capteurs sous forme de réseaux de thermocouples AU-PD en couches minces pour la mesure avec une grande précision du profil énergétique des flux lasers focalisés ou encore pour mesurer le champ de température au sein d'un matériau composite. Après une phase de mise au point et d'étalonnage des capteurs en régime statique et dynamique, les comportements statique et dynamique ont été modélisés. De très bons résultats ont été obtenus dans le domaine de la profilométrie énergétique des faisceaux lasers. Des perspectives sont attendues à court terme pour la mesure des températures durant le cyclage thermique de revêtements de surface élaborés par projection thermiquePrecise and rapid detection of surface temperature changes are crucial for studying numerous physical phenomena or industrial processes (E. G. Laser processing, thermal spraying). If the temperature measured with a thermocouple or with a thermometric resistance put in direct contact with the surface is always the sensor temperature, in most cases, it differs from the surface temperature. The presence of the sensor induces errors due to its interference with the temperature field to be measured. The solution developed in this thesis to reduce this interference consists of depositing the sensor material onto the surface to be characterized. The technology developed in the microtechnic field enables the realisation of such sensors as an array of thin film thermocouples. In that case, the sensor inertia is nearly zero and the bond with the substrate is excellent. AU-PD thin film thermocouple arrays were realized to measure with high precision focused laser energy profiles or to measure the temperature field within a composite material. After the sensors adjustement and calibration in steady and dynamic condition, the steady and dynamic behaviours were modelled. Very good results were obtained in the field of laser beam profiles determination. Prospects are short-term awaited for measuring of temperatures during thermal cycling of thermally sprayed coatings
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Roumiantseva, Babakina Marina. "Elaboration et caractérisation des couches minces SnO2(Cu,Ni) pour la détection gazeuse." Grenoble INPG, 1996. http://www.theses.fr/1996INPG0178.
Full textAbstract:
Des couches minces de dioxyde d'etain (sno#2) pures et dopees (cu, ni) ont ete elaborees par le procede pyrosol sur des substrats de silicium oxyde en utilisant la pyrolyse d'un aerosol genere par ultrasons. Une etude systematique a permis de determiner l'influence des conditions d'elaboration sur la composition et la microstructure des couches. L'influence du cu et du ni sur les proprietes electriques de sno#2 a ete etudiee dans la gamme de temperature 77-773 k. Une concentration de cu de 1. 2-1. 5 at% et une concentration de ni de 0. 4-0. 6 at% conduisent a une augmentation de la resistance de h#2s d'un facteur 10#3. Les proprietes electriques des couches obtenues ont ete etudiees en regime stationnaire et en regime dynamique en fonction de la concentration des dopants et de la temperature en presence des melanges gazeux: 100-1200 ppm de h#2s dans l'azote, 300 ppm de co dans l'air et 80 ppm de c#2h#5oh dans l'air. Le dopage par le cu et par le ni augmente la sensibilite de sno#2 a h#2s d'un facteur 10#-#2-10#-#3. Contrairement au cas du cuivre, le nickel augmente la sensibilite de sno#2 en presence de co et de c#2h#5oh. Un modele d'interaction des couches sno#2(cu) et sno#2(ni) avec h#2s et l'oxygene de l'atmosphere est propose. Ce modele est base sur les reactions chimiques qui modifient l'etat des dopants dans sno#2 en fonction de la composition de la phase gazeuse
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Gerri-Peray, Mireille. "Elaboration et caractérisation de films minces d'oxide supraconducteur (YBaCuO) et étude résolue temporellement du processus d'ablation laser." Aix-Marseille 2, 1991. http://www.theses.fr/1991AIX22023.
Full textAbstract:
La partie principale de ce travail concerne l'elaboration de films minces d'y#1ba#2cu#3o#x par ablation laser. Deux types de phenomenes interviennent lors de l'irradiation d'une cible par un laser: l'evaporation et l'ablation. L'utilisation d'un laser yag (i. R. ) conduit a une part importante d'evaporation, qui ne conserve pas la composition entre la cible et le film, et provoque une evolution de la structure et de la composition de la cible. En utilisant cette longueur d'onde i. R. , nous avons obtenu des films stchiometriques uniquement a partir de cibles de composition (y#1ba#2#,#4cu#4#,#2o#x). Par contre, l'irradiation d'une cible d'ybacuo par un laser excimere conduit principalement a un phenomene d'ablation qui permet de realiser des films de meme composition que la cible. Pour presenter des proprietes supraconductrices, les films deposes sous vide et a moyenne temperature doivent etre recuits sous oxygene et a haute temperature (800-850#c). Ce recuit conduit a une structure granulaire des films qui limite leurs qualites electriques. Pour eviter cette etape de recuit, les films ont ete directement deposes sous oxygene, sur substrat chauffe a 650-700c. Les conditions optimales d'elaboration des films supraconducteurs a haute temperature critique ont ete obtenues en correlant l'etude des parametres d'ablation et les proprietes cinetiques des particules ejectees, avec l'etude des parametres de depot et de cristallisation des films. Cette correlation a ete realisee par l'etude de l'expansion du plasma par spectroscopie optique resolue temporellement. L'etude temporelle d'un plasma induit par une impulsion breve (laser yag, 35 ps) a permis de mettre ene vidence des reactions inter-particules ainsi que l'effet de la charge et de la masse atomique des particules sur la dynamique d'expansion du plasma. En outre, la spectroscopie de temps de vol, utilisee dans les conditions d'elaboration des films (ablation par laser excimere sous oxygene) a montre l'influence de la pression d'oxygene et de la densite d'energie sur les facteurs cinetiques des particules ejectees, qui jouent un role important sur la qualite des films. Il s'avere donc que les spectres de temps de vol des particules peuvent etre utilises pour le controle des conditions de depot et la regulation des parametres de depot. En particulier, les spectres d'emission des molecules d'oxyde d'yttrium refletent la dynamique d'expansion de toutes les particules presentes dans le plasma: celles directement issues de la cible et celles formees dans le plasma. Par ailleurs, nous avons montre que la vitesse de depot influe sur les proprietes electriques et la morphologie des films. Les vitesses de depot elevees (>3 nm/s) conduisent a une perte d'epitaxie des films sur le substrat, due a une acceleration de la nucleation des cristallites. Les meilleurs films, obtenus sur substrat de mgo, presentent une temperature critique de 85 k, avec un caractere metallique. Les observations de microscopie electronique ont montre la croissance epitaxiale de ces films sur le substrat
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Guilet, Stéphane. "Amélioration et caractérisation de l'autocicatrisation dans les condensateurs à films de polypropylène métallisés." Nantes, 2003. http://www.theses.fr/2003NANT2108.
Full textAbstract:
Cette étude propose une voie pour l'amélioration de l'autocicatrisation dans les condensateurs à films de polypropylène métallisés au zinc. Nous avons élaboré, par plasma de mélange hexaméthyldisiloxane et diazote (HMDSO/N2), une couche mince organosiliciée nitrurée (ou SiNOCH) sur le film de polypropylène juste avant la métallisation au zinc. Le plasma basse pression et haute densité, est couplé inductivement. Nous avons d'abord caractérisé la composition et la structure des couches minces principalement par spectrométrie infra-rouge à transformée de Fourier (FTIR) et spectrométrie de photoélectrons X (XPS) ainsi que la phase gazeuse par spectroscopie optique d'émission (OES). Ensuite, à partir des variations temporelles du courant et de la tension au cours de l'autocicatrisation, ainsi que de la taille de la surface démétallisée, on montre que la présence d'une couche mince SiNOCH permet de diviser par trois l'énergie électrique nécessaire à l'autocicatrisation. Enfin, nous avons étudié la nature de la surface d'un film de polypropylène métallisé autocicatrisé par imagerie chimique et par analyse spectrale spatialement résolue (XPS). On observe que le film de PP est totalement mis à nu autour du claquage et qu'une fraction des couches minces SiNOCH et Zn évaporées par l'arc électrique se redépose sur les abords de la surface démétalliséeIn this study, we describe a way to improve self-healing in metallized polypropylene (PP) films capacitors. A PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Depositon) thin nitride organosilicon (or SiNOCH) coating is deposited on the surface of the PP film just before the metallization with zinc. The low pressure and high density plasma is inductively coupled and the gas mixture is made with HMDSO (hexamethyldisiloxane) and N2. FTIR (Fourier Transform Infra-Red) and XPS (X-ray photoelectron spectrometry) measurements are leading to the characterization of the composition and the structure of the thin coatings, while OES (Optical Emission Spectroscopy) provides information on the composition of the gaseous phase. Then, we have measured the current and voltage variations during self-healing and the size of the demetallized surface. Evidence has been made that a thin SiNOCH coating is useful since it allows to divide by a factor three the electrical energy needed for self-healing. In order to understand self-healing mechanisms, we analyzed the self-healed metallized polypropylene film surface by chemical imaging and spatially resolved XPS. The self-healing process leads to a cleared PP surface around the breakdown point. Moreover, a fraction of the coatings SiNOCH and Zn is deposited at the frontier between the cleared surface and the metallized surface
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Matei, Ghimbeu Camelia. "Elaboration et caractérisation de couches mince d'oxydes métalliques pour la détection de gaz polluants atmosphériques." Thesis, Metz, 2007. http://www.theses.fr/2007METZ050S/document.
Full textAbstract:
La demande de capteurs de gaz performants simples, petits, et de faible coût est d'un grand intérêt si l'on prend en considération les problèmes de santé et d'environnement. C'est pourquoi nous avons décidé de développer la fabrication de couches minces d'oxydes métalliques semiconducteurs, qui présentent une bonne affinité vis-à-vis de beaucoup de gaz polluants, mais, qui, cependant, présentent un problème de sensibilité croisée et, qui, aussi, doivent fonctionner à températures élevées. Ces couches minces (SnO2, SnO2 dopé cuivre, WO3, In2O3, In2O3 dopé étain, ZnO) ont été déposées sur des plaquettes d'alumine recouverte partiellement de platine à l'aide d'une nouvelle technique de déposition: le Spray électrostatique, qui permet une grande flexibilité des paramètres de déposition (température, débit, vitesse du flux,…..). La Microscopie Electronique en Balayage et en Transmission ont révélé une nano structure homogène dont la morphologie présente la porosité désirée. Les analyses par Dispersion et Diffraction de Rayons X, ainsi que la spectroscopie Raman ont montré que ces couches minces ont obtenu la cristallinité désirée, ainsi qu'une bonne pureté, pour l'emploi en capteurs de gaz. Nous avons alors évalué les performances des couches minces pour la détection de différents gaz polluants de nature réductrice ou oxydante: H2S, SO2, NO2. De toutes les compositions étudiées, c'est l'oxyde d'étain dopé de 1% de cuivre (Cu-SnO2) qui s'est montré le plus sensible pour la détection de H2S, à basse température, sans présenter de sensibilité croisée aux deux autres gaz. Les couches minces d'oxyde de tungstène (WO3) présentent la meilleure sensibilité pour NO2, à 150°C, de toutes les compositions. Malheureusement, la réponse à NO2 interfère avec la réponse à H2S. Pour lever cette ambiguïté, on peut utiliser des couches minces d'oxyde de zinc (ZnO), qui présente une très grande sensibilité à NO2, par rapport à SO2 et H2S. Enfin, nous avons trouvé que toutes les compositions de couches minces étaient pratiquement insensibles à SO2. Sur la base de ces résultats, nous pouvons proposer la conception d'une matrice miniaturisée de capteurs permettant de détecter et de quantifier un mélange des gaz H2S/NO2The demand of simple, small, low cost and performing gas sensors for the detection of pollutant gases is of great interest taking into consideration the health and environmental problems. For this purpose we decided to develop thin films of metal oxide semiconductors which present a good affinity to many pollutant gases, but, which, however present a problem of cross-sensitivity and, additionally, which must work at elevated temperatures. These thin films (SnO2, Cu-doped SnO2, WO3, In2O3, Sn-doped In2O3 and ZnO) have been deposited on Pt- partially coated alumina using a novel innovative technique, i.e., Electrostatic Spray Deposition allowing easy deposition parameter (temperature, flow rate, time etc.) variation. Homogeneous, nano-structured films with desired porous morphology have been obtained as revealed by Scanning Electron Microscopy and Transmission Electron Microscopy techniques. The microstructure studied using Energy Dispersive X-ray Analysis, X-ray Diffraction respectively Raman spectroscopy methods showed that we have successfully obtained the desired crystallinity and a good purity of the films for gas sensor use. The sensing performance of the films to different oxidizing and reducing pollutant gases (H2S, SO2 and NO2) has been yet evaluated. From all the studied films, the 1% Cu-doped SnO2 ones proves to be the most sensitive for the detection of H2S at low operating temperatures and furthermore present no cross-sensitivity for the two other gases. WO3 films presents the highest sensitivity to NO2 at 150°C compared with all the other composition films, but unfortunately the NO2 response interferes with the H2S response. To avoid this ambiguity, we can use ZnO films, which present a very high sensitivity to NO2 compared to SO2 and H2S response. Additionally, all the films were almost insensitive to SO2. On the base of these results we can propose the conception of a competitive miniaturized sensor array dedicated to detect and to quantify a H2S/NO2 mixture
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Font, Dominique. "Adhérence METAL/PTFE : Caractérisation de l'interface." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1987. http://www.theses.fr/1987ECDL0014.
Full textAbstract:
Le probleme de l'adherence d'une couche metallique deposee par pulverisation cathodique sur un substrat de polytetrafluoroethylene est aborde par la physicochimie des interfaces et l'etude mecanique du delaminage. Utilisation de la spectrometrie photoelectronique. Mecanisme
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Forestier, Igor. "Dépôt en couches minces de nickel chimique multifonctionnel." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAI031.
Full textAbstract:
Les pompes sèches primaires dédiées aux procédés de fabrication en microélectronique sont soumises à des environnements très corrosifs de plus en plus oxydants et halogénés (Cl2, F2 et O2). Or pour des raisons mécaniques et économiques, les parties fonctionnelles des pompes sont usinées dans la fonte à graphite sphéroïdale EN-GJS-500-7. La fonte est alors protégée par un dépôt de nickel-phosphore (NiP) chimique. Cette thèse, reprend des études classiques sur la cinétique et le mécanisme de nickelage d'une part, et sur l'optimisation des propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion des couches de NiP d'autre part. Cependant, le caractère innovant de ce travail repose sur la réalisation de couches NiP sur un substrat en fonte à graphite sphéroïdale.L'étude de la cinétique de nickelage et la caractérisation morphologique des revêtements en fonction du temps de dépôt a montré l'influence de la nature chimique du substrat. Les sphères de graphite affleurantes à la surface du substrat n'étant pas catalyseur du nickel chimique, provoque des défauts dans le revêtement, dommageables pour la conformité du dépôt. Il a été montré qu'une polarisation cathodique de la surface du substrat pouvait, dans les premiers instants du dépôt, amorcer le nickelage à l'aplomb des sphères de graphite.Une relation entre la microstructure des dépôts en fonction des traitements thermiques subis et des propriétés mécaniques des couches de NiP a été mise une évidence. Les dépôts NiP amorphes présentent une faible dureté et un comportement ductile tandis que les dépôts cristallisés possèdent une dureté élevée et un comportement fragile. Ces dépôts ont une bonne tenue à la corrosion en milieux halogéné lorsqu'ils sont intacts. Actuellement, au niveau industriel, les dépôts les plus fragiles sont choisis, bien qu'ils présentent une résistance à la corrosion plus faible : en effet, la durée de vie des pompes est alors supérieure car les effets de grippage sont atténués.Mots-clés : nickel chimique, résistance à la corrosion, fonte à graphite sphéroïdale, caractérisation physico-chimique, couches minces, durabilité mécaniquePrimary dry pumps dedicated to manufacturing processes in microelectronics are subjected to highly corrosive environments that are increasingly oxidizing and halogenous (Cl2, F2 and O2). However, for mechanical and economic reasons, the functional parts of the pumps are machined in EN-GJS-500-7 spheroidal graphite cast iron. The cast iron is consequently protected by a nickel-phosphorus chemical deposit. This thesis is based on classical studies on the kinetics and the nickel-plating mechanism on the one hand, and on the optimization of the mechanical properties and corrosion resistance of the NiP layers on the other hand. The innovative nature of this work is based on the production of NiP layers on a spheroidal graphite cast iron substrate.The study of the kinetics of nickel-plating as well as the morphological characterization of coatings as a function of the deposit time showed the influence of the chemical nature of the substrate. The flush graphite spheres on the surface of the substrate being not a catalyst for the chemical nickel, they can cause defects in the coating and a loss of compliance. It has been shown that a cathodic polarization of the surface of the substrate, in the first moments of the deposit, could initiate the nickel-plating right on the graphite spheres.A relationship exists between the microstructure of the deposits as a function of the thermal treatments undergone and the mechanical properties of the NiP layers. The amorphous NiP deposits have a low hardness and a ductile behavior while crystallized deposits have a high hardness and a brittle behavior. These deposits have a good resistance to corrosion in halogenated environments when they are intact. Actually, at the industrial level, the most brittle deposits are chosen, although they have a lower corrosion résistance: indeed, the service life of the pumps is higher because the seizing effect are minimized.Keywords: electroless nickel, resistance to corrosion, spheroidal graphite cast iron, physicochemical characterization, thin layers, mechanical durability
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Ropa, Patrick. "Contribution à l'amélioration des techniques de caractérisation diélectrique de films minces." Montpellier 2, 1997. http://www.theses.fr/1997MON20189.
Full textAbstract:
La comprehension des phenomenes physiques lies au comportement dielectrique des materiaux ne peut etre, a l'heure actuelle, envisagee sans l'utilisation de methodes de caracterisation. Ce travail de these porte sur l'amelioration de deux d'entre elles : la technique des courants de decharge thermostimules et la methode de l'onde thermique. Dans le premier cas, une preparation originale des echantillons est a l'origine d'une etude sur des echantillons de polyethylene terephtalate. Dans le cas de la deuxieme, un ensemble de processus mathematiques en vue de la determination du champ electrique residuel est donne. Ces differentes procedures reposent sur des constats physiques lies a la mesure. L'adequation entre cette nouvelle option de traitement et un banc de mesure specifique au probleme des films minces est precisee. Ceci ne represente toutefois pas une solution miracle. Sa seule pretention repose sur son adaptation a tout type de stimuli thermiques et a la diminution des risques d'erreurs qui entacheront les resultats.
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Zhu, Jiang. "Croissance par pulvérisation cathodique et caractérisation de dispositifs magnéto-électriques PZT/TERFENOL-D en couches minces sur substrat ilicium." Caen, 2012. http://www.theses.fr/2012CAEN2052.
Full textAbstract:
Ce mémoire porte sur la fabrication de dispositifs de Terfenol/PZT (Tb0,3Dy0,7Fe2/Pb(ZrxTi1-x)O3) en couches minces par pulvérisation cathodique et sur la caractérisation de leur réponse magnéto-électrique. Une grande partie de cette thèse a été consacrée à la mise au point des films minces de Terfenol-D sur substrat Pt/TiO2/SiO2/Si et à la caractérisation de leurs propriétés ferromagnétiques. Cette étude a concerné des films déposés in situ, c'est-à-dire en chauffant le porte substrat au cours du dépôt. L’effet d’un recuit (température, durée, atmosphère) des films de Terfenol-D après un dépôt à température ambiante a également été étudié. Ainsi, des dépôts in situ ou avec des recuits, réalisés à des températures comprises entre 400°C et 500°C, permettent d'obtenir des films ayant de bonnes propriétés ferromagnétiques (M ≥ 400 emu/cm3). Lorsque les conditions de pulvérisation permettant la croissance de films avec de bonnes propriétés ferromagnétiques ont été mises au point, la réalisation de dispositifs de Terfenol/PZT en couche mince a été entreprise. De nombreux problèmes ont été rencontrés (adhérence des films, diffusion, soudure…) mais un premier dispositif Terfenol-D/PZT opérationnel a été obtenu et caractérisé. Un effet magnéto-capacitif de 4. 6 % a été observé à 4 Tesla. Un coefficient magnéto-électrique en tension de 150 mV. Cm-1. Oe-1 a également été mesuré hors résonance. En raison de phénomènes d’inter-diffusion, la couche de Terfenol-D ne peut actuellement pas être recuite au-delà de 300 °C. Dans ces conditions ses propriétés microstructurales donc ferromagnétiques ne sont pas optimales, ce qui limite la réponse magnéto-électrique. Cependant des améliorations dans le procédé d’élaboration devraient permettre d’améliorer significativement celle-ciMy thesis work is devoted to elaboration of Terfenol/PZT (Tb0,3Dy0,7Fe2/Pb(ZrxTi1-x)O3) thin film devices by sputtering and to characterization of their magneto-electric response. During a large part of my thesis, I had to devote mainly to the development of the Terfenol-D thin films that were deposited on Pt/TiO2/SiO2/Si substrate and to the characterization of their ferromagnetic properties. This study included the films deposited in situ, that is to say, by heating the substrate holder during deposition. I also studied for comparison, the effect of annealing (temperature, time, atmosphere) of Terfenol-D films after deposition at room temperature. I have shown that the in situ deposition and annealing carried out at temperatures between 400 °C and 500 °C, allow to obtain films with good ferromagnetic properties (M ≥ 400 emu/cm3). When sputtering conditions for the growth of films with good ferromagnetic properties have been developed, we turned our efforts on achieving the Terfenol / PZT thin film device. Finally after solving many problems like diffusion or bonding, we managed to get a first operational Terfenol-D/PZT device. A magneto-capacitive effect of 4. 6% was observed at 4 Tesla. A magneto-electric coefficient voltage of 150 mV. Cm-1. Oe-1 was also measured out of the mechanical resonance. Due to inter-diffusion phenomena, the Terfenol-D layer can’t currently be annealed beyond 300 °C. Under these conditions its microstructural, hence ferromagnetic, properties therefore are not optimal, thereby limiting the magneto-electric response. Improvement in the fabrication process should enhance it in the future
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Mubumbila, Ntumba. "Élaboration par pulvérisation ionique réactive et caractérisation de couches minces de carbonitrure amorphe a-CNx." Nantes, 2003. http://www.theses.fr/2003NANT2026.
Full textAbstract:
Ce travail est consacré à l'étude des films minces de carbonitrure amorphe déposés par pulvérisation triode et par magnétron r. F. (13,56 MHz). Pour le système magnétron, les paramètres de dépôt sont la pression totale du gaz et la composition d'azote. Pour le système triode, les paramètres de dépôt sont la pression partielle d'azote, la densité de puissance de la cible et la polarisation des substrats. Les caractéristiques du plasma d'azote sont étudiés dans le système magnétron : la spectroscopie d'émission optique est utilisée pour déterminer la proportion relative des espèces azotées atomiques ou moléculaires et des espèces radicalaires CN ; la sonde de Langmuir est utilisée pour mesurer les paramètres électriques de la décharge. Les effets de l'incorporation d'azote ont été étudiés sur la cinétique de croissance, la composition, la structure et le type de liaisons dans les films CNx. . .
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Mengué, Stéphanie. "Caractérisation et modélisation micro-onde de films minces métalliques de structure fractale." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30187.
Full textAbstract:
Dans une premiere partie, une technique d'elaboration de films minces metalliques de structure fractale est presentee. Cet echantillon est obtenu par electrodeposition. La morphologie de ce materiau est etudiee et sa dimension fractale d determinee (d = 1. 67). Des mesures de resistances et d'impedances sur ces echantillons mettent en evidence l'influence de leur caractere fractal. Dans une seconde partie, trois methodes de caracterisation micro-onde de differents films minces conducteurs de structure fractale sont exposees. Les deux premieres sont basees sur l'utilisation de resonateurs dielectrique et microruban et la troisieme emploie un banc en espace libre. Ces methodes permettent de mesurer l'impedance de surface du materiau. Les resultats montrent que celle-ci suit une evolution frequentielle differente de celle de materiaux cristallins. Une modelisation des proprietes electromagnetiques des films metalliques de structure fractale est proposee. Elle est basee sur une modification des equations de maxwell, faisant intervenir des derivations fractionnaires. Une correlation entre la variation frequentielle de l'impedance de surface et la dimension fractale des echantillons est presentee