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Dissertations / Theses on the topic 'Carbone amorphe'
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Lejeune, Michaël. "Etudes des corrélations entre la microstructure locale et les propriétés des couches minces de carbone amorphe hydrogéné et de carbone amorphe nitruré." Amiens, 2002. http://www.theses.fr/2002AMIE0202.
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Schaffar, Hervé. "Evolution granulométrique des dépôts métalliques sur carbone amorphe." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376097385.
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Schaffar, Hervé. "Evolution granulométrique des dépôts métalliques sur carbone amorphe." Aix-Marseille 3, 1987. http://www.theses.fr/1987AIX30065.
Full textAbstract:
Liaisons entre les proprietes de transport et la repartition du metal dans les condensats discontinus sur carbone amorphe (a-c). Etude des variations de conductance dans les substrats de a-c en fonction de l'epaisseur et de la temperature. Mise au poiint d'une methode originale de caracterisation de la granulometrie du depot a partir des mesures simultanees de sa conductance et de son epaisseur massique. Influence de la presence d'un depot sous-jacent
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PAWLAK, FRANCK. "Irradiation du carbone amorphe deutere : un materiau de transition." Caen, 1997. http://www.theses.fr/1997CAEN2037.
Full textAbstract:
Ce memoire presente l'irradiation de films minces de carbone amorphe deutere (a-c:d) par des ions lourds rapides. A grande energie, une particule chargee subit principalement des collisions inelastiques avec les electrons du milieu traverse, les collisions elastiques avec les noyaux de la matiere sont alors negligeables. Les pertes d'energie sur les electrons sont donc responsables du ralentissement de l'ion dans la matiere ; il en resulte la creation de defauts formant une trace le long de la trajectoire de la particule. Comment cette energie deposee sur les electrons peut-elle conduire a la formation de traces dans le reseau atomique ? pourquoi certains materiaux sont-ils sensibles au ralentissement electronique, et d'autre non ? afin de repondre a ces questions, nous avons irradie deux types de carbone amorphe deutere. L'un, dit de type dur, est proche d'un materiau inorganique ; l'autre, dit de type mou, est proche d'un materiau organique. Dans les deux materiaux, un fort effet du ralentissement electronique fut mis en evidence par des mesures successives d'analyses nucleaires et de spectrometrie d'absorption infrarouge. Cet effet est toutefois moins important dans le a-c:d dur que dans le a-c:d mou et se traduit dans les deux materiaux par l'effusion de deuterium. L'absorption d'hydrogene et une diminution d'epaisseur sont en plus observees dans le a-c:d mou. Plusieurs modeles d'endommagement furent testes pour comprendre la formation de traces dans le materiau irradie, dont le modele de la pointe thermique. Dans ce modele, l'energie deposee sur les electrons est transferee au reseau atomique par couplage electrons-atomes ; l'elevation de temperature qui en resulte pouvant provoquer la fusion du materiau, la trempe par contact thermique avec les regions froides du materiau serait alors responsable de l'endommagement observe. Ainsi, avec ce modele avons-nous pu reproduire les rayons de traces mesures dans les deux materiaux irradies.
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Sabbah, Hussein. "Fonctionnalisation de la surface de couches minces de carbone amorphe." Rennes 1, 2008. http://www.theses.fr/2008REN1S103.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la fonctionnalisation de la surface de couches minces de carbone amorphe à l’aide de molécules d’alcènes linéaires. Ce type d’interfaces trouve son domaine d’application dans les capteurs chimiques ou biologiques, et les mémoires moléculaires. Le choix de substrats carbonés repose sur les propriétés de bio-compatibilité des couches minces de carbone et sur la robustesse attendue des liaisons carbone-carbone (covalentes et non polaires) formées à l’interface molécule / substrat. Différentes couches de carbone, obtenues par pulvérisation ou par ablation laser, sont étudiées présentant des densités volumiques et des hybridations sp2 / sp3 variables. Les surfaces, toutes de faible rugosité, permettent une étude quantitative du taux de couverture moléculaire par photoémission XPS. Le principal apport expérimental de cette thèse est la réalisation d’un système d’évaporation de molécules dans un bâti ultravide permettant le greffage thermique dans des conditions de propreté optimales. Des caractérisations UPS et des mesures de transport électrique (dispositif à goutte de mercure) sur des interfaces modèles Si(111) – alcane ont permis de qualifier la qualité du greffage obtenu en phase vapeur sous ultravide. Le greffage en phase vapeur sur ces surfaces de carbone peut être réalisé à 230°C sans hydrogénation préalable de la surface. Au-dessus d’une température de seuil, la cinétique de greffage est plus rapide sur les surfaces riches en carbone hybridé sp2. Le taux de couverture à saturation est comparable à celui obtenu sur la surface du Si(111):H. La robustesse de la monocouche obtenue a été établie par des recuits thermiques sous ultravideThe functionalization of amorphous carbon thin film surfaces has been performed using linear alkene molecules. This kind of interface is useful for chemical or biological sensors, and molecular memories. Carbon-based substrates have been selected for the reported biocompatibility of amorphous carbon thin films and the expected robustness of the covalent and non-polar C-C bonds formed at the molecule / substrate interface. Besides this original material, complementary thermally-assisted processes have been chosen: liquid phase grafting (ester, pyridine or ferrocene functionalities) and gas phase grafting (perfluorodecene). Different amorphous carbon films have been compared: sputtered a-C and pulsed-laser deposited a-C, with variable atom density and sp2 / sp3 hybridizations. We have developed an evaporation chamber for the gas phase grafting in a UHV system, which allows thermal grafting in a clean environment. The quality of the monolayer interface obtained in this thermal process has been assessed using UPS characterizations and electrical transport (with a mercury drop electrode) on model interfaces Si(111) – alkane. We have shown that gas phase grafting of alkene molecules can be performed at 230°C without hydrogenation and without any preparation of the amorphous carbon surfaces. Above a threshold grafting temperature the grafting kinetics is faster for sp2–rich surfaces. The saturated molecular coverage is comparable to that obtained on Si(111):H surfaces. X-ray reflectivity and XPS data show that a monolayer is assembled to the a-C surface; thermal annealing in UHV confirms the robustness of a perfluorodecene monolayer grafted on amorphous carbon
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SPOUSTA, JIRI. "Etude de la croissance de couches de carbone amorphe hydrogene." Paris 7, 1994. http://www.theses.fr/1994PA077331.
Full textAbstract:
Les travaux rapportes dans ce memoire concernent l'etude de la croissance et des proprietes de films minces de carbone amorphe hydrogene, formes par depot assiste par plasma dans une decharge de type multipolaire. Nous decrivons d'abord le systeme plasma multipolaire utilise pour la croissance des films, ainsi que l'ensemble des techniques d'analyse nous ayant donne acces a la composition (microanalyses nucleaires) et aux proprietes physiques de ces films (absorption optique et infra rouge, effet raman, ellipsometrie). Le chapitre iii est consacre aux proprietes des films de carbone amorphe hydrogene que nous avons formes. En particulier, nous nous sommes interesses a la correlation entre concentration en hydrogene et proprietes physiques. Le chapitre iv est consacre a l'effet des ions durant la croissance. L'energie de ces ions a ete le parametre privilegie, mais la nature des ions ainsi que les differentes etapes de la croissance ont fait egalement l'objet d'etude. Les resultats de ces etudes ont ete comparees aux estimations des effets des ions deduits d'un programme de simulation. Dans le chapitre v, nous avons etudie des transformations des films de carbone amorphe. Ce compose est metastable et peut etre aisement modifie par un apport d'energie. C'est le cas lors de la croissance elle meme, mais ceci peut egalement etre envisage lors de traitements posterieurs au depot. L'effet d'irradiations par un laser pulse a donc ete etudie, et compare au cas plus classique de recuits thermiques rapides.
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HEITZ, THIBAUT. "Photoluminescence, propriétés vibrationnelles et microstructure de films minces de carbone amorphe hydrogéné." Palaiseau, Ecole polytechnique, 1998. http://www.theses.fr/1998EPXX0035.
Full textAbstract:
Le but de ce travail a été d'étudier la microstructure de films minces de carbone amorphe hydrogéné déposés par plasma, en relation avec leurs propriétés de photoluminescence. La technique double plasma (micro-ondes et radiofréquence) a permis d'élaborer des matériaux aux propriétés physiques et électroniques variées. Le contenu et la distribution de l’hydrogène, la densité atomique et les propriétés optiques ont été modifiées en variant deux paramètres : la concentration en hydrogène atomique dans le plasma et la puissance radiofréquence. Les expériences de photoluminescence ont montres que l'efficacité d'émission diminue sur plusieurs ordres de grandeur lorsque le gap optique décroit. Le spectre d'émission est caractérisé par trois bandes situées a 2. 40 ev, 2. 65 ev et 2. 95 ev, attribuées a des entités sp#2 confinées dans une matrice sp#3 hydrogénée. Les liaisons c-h ont été analysées par ellipsométrie infra-rouge in situ. Une méthode, fondée sur l'analyse des spectres en fonction de l'épaisseur du film, a permis de montrer que l’hydrogène se répartit essentiellement dans la phase sp#3, et majoritairement sous la forme du groupement sp#3ch. L'évolution de la distribution d'hydrogène avec la densité met en évidence la réticulation progressive de la phase sp#3. Des mesures en diffraction de rayons x, combinées aux analyses infra-rouges, ont permis d'évaluer le rapport sp#2/sp#3 des matériaux déposes et de mettre en évidence, lorsque la densité augmente, une évolution structurale en deux étapes. La première consiste en la formation d'un réseau sp#3, réticule et contraint. Dans la deuxième étape, l'essentiel des modifications concerne les liaisons doubles qui se regroupent en amas. La décroissance de l'efficacité d'émission lors de la première étape est attribuée a l'apparition de distorsions, induites par la réticulation du réseau carbone, qui ont tendance à coupler les liaisons et à abaisser le confinement de la paire électron/trou.
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Morin, Michel. "Controle du depot de carbone amorphe hydrogene par plasma multipolaire micro-onde." Orléans, 1989. http://www.theses.fr/1989ORLE2019.
Full textAbstract:
Ce document presente l'etude de la realisation d'un reacteur a plasma multipolaire micro-onde a applique au depot de carbone amorphe hydrogene. Le comportement chimique des gaz est discute en termes de concentration en hydrogene monoatomique. Deux phenomenes expliquent la presence de cette espece chimique. D'abord la production par le biais des reactions ion-molecule; mais aussi la recombinaison de l'hydrogene monoatomique sur les parois. Cette description est bien supportee par une approche theorique simple, mais aussi par les cinetiques de depot et les mesures de spectrometrie de masse. Pour expliquer la synergie entre l'hydrogene monoatomique et le bombardement ionique a froid, un modele de gravure par defauts induits est presente. Outre la comprehension des mecanismes de surface, des mesures optiques par reflexion permettent d'estimer les constantes optiques du film. Une interpretation de ces mesures, basee sur la physique du solide des semi-conducteurs amorphes, montre que le bombardement ionique induit un desordre local qui est croissant avec l'energie des ions
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BOUNOUH, YAHYA. "Relations entre microstructure et proprietes electroniques de couches minces de carbone amorphe hydrogene." Paris 6, 1993. http://www.theses.fr/1993PA066037.
Full textAbstract:
Ce travail a pour but la mise en evidence et l'analyse des relations entre la microstructure et les proprietes optoelectroniques de couches minces de carbone amorphe hydrogene (a-c:h), par une etude comparative systematique de deux series d'echantillons preparees par deux techniques de depot tres differentes, presentant des proprietes tres contrastees, caracteristiques respectivement du a-c:h dur, a faible gap (diamond-like) (serie i) et du a-c:h mou, plus hydrogene et a un grand gap (polymer-like) (serie ii). Un grand nombre de techniques experimentales complementaires ont ete utilisees pour obtenir des informations sur la densite d'etats electroniques (a la fois en bords de bandes et loin du gap) et les modes d'incorporation de l'hydrogene. Les mesures ont ete effectuees sur les echantillons vierges (sans traitement apres depot), ainsi qu'apres des recuits thermiques controles a temperature croissante jusqu'a 600c. Une attention particuliere a ete accordee a la determination des proportions respectives de sites carbone en configuration electronique sp#3 (diamant) et sp#2 (graphite). Les resultats obtenus par ces differentes techniques sont analyses dans le cadre du modele a deux phases developpe par j. Robertson, qui decrit le materiau a-c:h comme un milieu inhomogene consistant en amas de sites carbone sp#2 immerges dans une matrice amorphe de sites sp#3 c lies a une plus ou moins grande quantite d'hydrogene. Ce sont les amas de sites carbone sp#2 qui determinent les bords de bande de valence et de conduction, et donc le gap optique, alors que c'est la matrice sp#3 c:h qui commande la rigidite du materiau, et donc les proprietes mecaniques. L'ensemble des resultats est en bon accord avec les predictions du modele. L'etude comparative montre que les deux series different essentiellement par la taille des amas de sites carbone sp#2 et par le degre de confinement des electrons a l'interieur de ces amas, et que l'hydrogene joue un role considerable dans la microstructure et ses modifications dues aux traitements thermiques
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Theobald, Marc. "Dépôt de carbone amorphe hydrogéné par PECVD pour l'élaboration de microcibles. Dopage et caractérisation." Montpellier 2, 2000. http://www.theses.fr/2000MON20033.
Full textAbstract:
Afin de realiser des experiences de fusion par confinement inertiel, les microcibles en polymere hydrocarbone doivent etre de tres bonne qualite, avoir une faible rugosite de surface, ne pas etre poreuses ou fissurees. Les epaisseurs demandees pour les cibles du futur laser megajoule sont importantes (de l'ordre de 175 m) et les rugosites doivent etre inferieures a 50 nm. Pour obtenir de tels films, le depot chimique en phase vapeur assiste plasma est une technique interessante et tout a fait appropriee. Cette methode permet de controler precisement l'epaisseur par le temps de depot et il est possible d'ameliorer la rugosite en faisant varier les parametres. Nos etudes developpent les resultats obtenus avec du trans-2-butene et de l'hydrogene (utilises par nos collegues americains) et ceux obtenus avec d'autres precurseurs hydrocarbones afin d'etudier les relations entre precurseur, parametres plasma et propriete du film. Ces nouveaux precurseurs peuvent etre aliphatiques (butane), ou cycliques (ethylcyclohexane, ethylbenzene, styrene). Les polymeres sont dopes avec du brome, du germanium ou du titane. Des caracterisations physico-chimiques ont ete effectuees.
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Tomasella, Eric. "Etude structurale de couches minces a-C:H déposées par plasma de méthane A 13. 56 MHz : influence des diluants argon et hélium." Besançon, 1999. http://www.theses.fr/1999BESA2066.
Full textAbstract:
Ce travail est consacré à l'étude structurale de couches minces de carbione hydrogéné amorphe déposées par plasma de méthane à 13. 56 MHz avec ou non addition de gaz diluants tels que l'argon et l'hélium. La complexité de la technique P. E. C. V. D. Rend difficile l'étude des structures des matériaux sans une connaissance préalable de la composition du plasma. Pour ce faire nous avons utilisé la spectrométrie d'émission optique pour suivre l'intensité de la raie Hα de l'hydrogène atomique (représentative de la dissociation du méthane par impact électronique) en fonction de la tension d'autopolarisation (V♭) et de la pression. Nous avons ainsi établi que l'action de l'hélium et de l'argon sur la dissociation du gaz hydrocarboné était peu marquée à 10-2 mbar quelle que soit V♭. Par contre quand la pression augmente et à haute tension d'autopolarisation l'argon provoque une émission de la raie Hα plus intense. L'étude de la structure des dépôts réalisés à 10-2 mbar par des techniques nucléaires (R. B. S. , E. R. D. A. ) spectroscopiques (Raman, infrarouge) a mis en évidence une diminution de l'hydrogène contenu dans la couche ainsi qu'une augmentation de l'hybridation sp2 du carbone lors de l'augmentation de la tension d'autopolarisation ou lors de l'utilisation des gaz diluants. Ces évolutions ont entraîné une modification des propriétés du matériau se traduisant par une diminution des gazs optiques, des contraintes et un double régime d'évolution des densitésThis work concerns the structural study of hydrogenated amorphous carbon thin films. Those films are deposited from 13. 56 MHz methane plasma. Different gas carriers such as argon and helium have been tested. A good knowledge of the plasma composition is necessary to study the structure of a C:H thin films. For this reason, the plasma properties were determined by optical emission spectroscopy. Atomical hydrogen was monitored by the intensity of the Hα line which is representative of methane dissociation by electronic impact. Bias voltage (V♭) and pressure were studied. We therefore established that at 10-2 mbar helium and argon had low influence on methane dissociation whatever the bias voltage value was. For higher pressures (3. 10-2 and 5. 10-2 mbar) and for high V♭ the use of argon increases the Hα line intensity. Coatings deposited at 10-2 mbar were studied by nuclear (RBS/ERDA) and spectroscopic methods (IRTF/Raman). The results show a decrease in the hydrogen content of the coatings as well as an increase in the sp2 carbon with both increasing bias voltage and use of carrier gas (argon or helium). In those conditions the properties of the coatings are changed. Our studies showed changes in optical gaps and stresses, as well as the differences in density evolution
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NEUVILLE, STEPHANE. "Etude de la realisation d'un depot de carbone amorphe adamantin nitrure, stable et adherent." Palaiseau, Ecole polytechnique, 1996. http://www.theses.fr/1996EPXX0002.
Full textAbstract:
Les limites de l'utilisation pratique des depots pecvd de carbone amorphe hydrogene adamantin sont attribuees pour l'essentiel aux defauts d'adherence, et a l'insuffisance de leur durete et de leur stabilite thermique. L'hydrogene a ete identifie comme en etant la principale cause. En ajoutant du diborane au niveau du pour cent dans le plasma, on ne change pas la teneur en hydrogene ni la structure de ces depots, mais on constate un effet catalytique mis en evidence par l'accroissement de la vitesse du depot et la reduction des contraintes. L'addition suffisante d'azote, n'affecte pas beaucoup la teneur en hydrogene, mais augmente les contraintes et graphitise le depot. En revanche l'association du bore et de l'azote atomique augmente dans les depots le nombre des sites tetraedriques et les dehydrogene. Ces effets combines avec un bombardement ionique realise a travers une gaine de plasma non collisionelle et optimise avec une autopolarisation adequate, augmentent considerablement la durete et la stabilite thermique grace a l'azote en position de substitution incorpore. En developpant la theorie du test de la rayure, il fut possible de determiner et d'optimiser les parametres de l'adherence pratique. Les revetements ainsi obtenus permettent d'envisager de nouvelles applications
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Peponas, Sarah. "Instabilités mécaniques des matériaux désordonnés en couches minces : Cas particulier du carbone amorphe azoté." Amiens, 2008. http://www.theses.fr/2008AMIE0119.
Full textAbstract:
Durant les dernières décennies, le recours aux revêtements par films minces s’est considérablement développé. Dans ces systèmes revêtus, l’adhésion est un paramètre critique gouvernant le comportement mécanique et la fiabilité du système film/substrat. Plusieurs travaux ont permis d’établir que lors de la relaxation des contraintes, le flambage du film mince se manifestait par l’apparition de cloques ayant des formes caractéristiques telles que les cordons de téléphone. Le but de ce travail est d’étudier les origines microstructurales de délaminations spontanées et le mécanisme gouvernant leurs propagations le long de l’interface entre un film mince de carbone amorphe azoté (a-CNx) et un substrat de silicium. Ces films ont été déposés par pulvérisation cathodique radiofréquence (RF) magnétron d’une cible de graphite sous plasma d’azote, et leurs propriétés ont été déterminées avant et après délamination par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) et Raman. En se basant sur la description des modes d’incorporation de l’azote dans les films d’a-CNx, l’analyse des spectres révèle une augmentation de la proportion des noyaux aromatiques et du désordre dans le films, la dissociation/recombinaison des liaisons CN ainsi que la formation de CO2 et de H2O. La réaction entre l’eau et les groupements isocyanate (R − N = C = O) à l’interface a-CNx/Si semble être un mécanisme pertinent pour gouverner la propagation de la délamination. Nous avons également étudié l’évolution post-délamination d’une cloque circulaire en utilisant les équations de Föppl Von Karmàn: nous avons pu ainsi prédire l’effondrement de cette cloque avec l’augmentation des contraintes appliquéesDuring the last decades, the use of coated materials has been considerably developed. In the design of such devices, adhesion is a critical parameter governing the mechanical behavior and reliability of a thin film on a substrate. Many previous works have reported that during stress relief the film materials always orderly organize in some regions driven by the internal stress and form characteristic buckling patterns such as sinusoidal shapes. The aim of our contribution is to elucidate the microstructural origin of the spontaneous delamination cracks and the mechanisms that drive it possible propagation along the interface amorphous carbon thin film (a-CNx )/ Si substrate. The a-CNx The a-CNx films were deposited on Si using reactive radio-frequency (RF) magnetron sputtering of a high-purity graphite target in a pure nitrogen atmosphere. The properties of films were determined prior and after delamination using, infrared absorption and Raman spectroscopy experiments. Based on a description of nitrogen incorporation and the resulting hybridisation states of the CN bonds in the a-CNx films, the analysis of the spectra reveals the increase of the amount of aromatic rings and disorder within the films, and the dissociation/recombination of the CN bonds and the formation of both CO2 and H2O. The reaction of water and isocyanate groups (R − N = C = O) at the a-CNx/Si interface seem to be the relevant mechanisms to support delamination crack advance. We also studied the evolution post-delamination of one circular blister by using the equations of Föppl Von Karmàn: we predicted the collapse of this buckle with increasing the applied stress
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Sbaï-Benchikh, Nadia. "Couches minces de carbone amorphe dopées et alliées par des métaux : élaboration par ablation laser femtoseconde et caractérisations." Saint-Etienne, 2005. http://www.theses.fr/2005STET4011.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans ce manuscrit a consisté à mettre en avant les potentialités et la flexibilité de l'ablation laser en mode femtoseconde pour le dépôt de couches minces nanostructurées de carbone ta-C dopé ou allié par des métaux. L'objectif a également été de mettre en avant les apports de cette technique sur les propriétés morpho-structurales et physiques de ce type de couches minces en confrontant une large gamme de techniques d'analyses spectroscopiques et microscopiques complémentaires, rarement réunies de la sorte. Les métaux sélectionnés ont été le nickel et le tantale de part leur différence d'affinité chimique avec le carbone. Le premier chapitre est un rappel sur les différentes variétés de carbone et les différentes techniques d'élaboration existantes pour la synthèse de couches minces à base de carbone. Le deuxième chapitre décrit le protocole expérimental mis en place pour la réalisation des ta-C dopés/ alliés. Le chapitre 3 présente les résultats des analyses morpho-structurales des couches ta-C en fonction du métal incorporé et de sa teneur atomique comprise entre 0,5% at. Et 15% at. Les propriétés physiques de ces couches minces sont abordées au chapitre 4. Le dernier chapitre est une discussion synthétique permettant de corréler certaines caractéristiques microstructurales avec les propriétés physiques étudiées. L'intérêt de l'ablation laser en mode femtoseconde pour la synthèse de couches minces nanostructurées est démontré. Ce travail propose une démarche interdisciplinaire couplant élaboration et caractérisations, orientée vers une recherche systématique de plurifonctionnalité des surfaces et des couches minceThe work presented in this thesis consisted to show the potentialities and the flexibility of the femtosecond laser deposition to synthesize nano-structured metal (Me) incorporated amorphous carbon thin films (a-C:Me). The aim of this work was also to investigate the structure and the physical properties of these nanocomposite films by various complementary film characterizations, including spectroscopy and microscopy techniques. The metals selected, regarding of their chemical affinities with carbon, are nickel and tantalum. The first chapter is a “ state of the art “ about the different compositions of carbon, specifically amorphous carbons. The second chapter describes the experimental procedure used to deposit and to characterized metal-carbon based thin films. The third chapter present the analytical charcterizations' results of the a-C :Ni and a-C :Ta films, with a metal concentration range within 0. 5 and 15 at. %. The influence of the metal nature and concentration on the structure and properties of the films has been highlighted. The physical properties of these coatings are investigated on the chapter 4. The last chapter is a synthetic discussion allowing to correlate their microstucture and their physical properties. The ability of femtosecond pulsed laser deposition to synthetize nanocomposite carbon-based films and to control their nanostructure is showed. This work purpose an interdisciplinary approach coupling elaboration and characterization, oriented in a systematic search of pluryfonctionnality of surface and thin films
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Erradi, Amine. "Étude de l'interaction de l'hydrogène avec les couches minces de carbone amorphe hydrogéné (a-C:H)." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1467/.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l'interaction de l'hydrogène avec des couches de carbone amorphe hydrogéné (a-C:H) dans le cadre du dépôt de ces couches à basse pression dans les réacteurs plasma RCE. Dans ce type de décharge en plasma d'acétylène comme en plasma de méthane à temps de résidence élevé, il se forme des poudres dans le volume du réacteur. Ces nanoparticules en s'incorporant dans le dépôt, lui confère des propriétés optiques, mécaniques ou biologiques interéssantes selon les conditions experimentales du dépôt. Dans ce travail, nous nous sommes interéssés plus particulièrement au mécanisme de l'érosion du dépôt a-C:H par l'hydrogène car il produit les précurseurs de la formation de poudres. Dans ce travail de thèse, l'érosion a été étudiée en post-décharge en fonction de la température et du flux d'hydrogène. Nous avons mis en évidence l'établissement d'un régime permanent précédé d'un régime transitoire qui diminu en augmentant la température ou le flux d'hydrogène. L'étude de l'érosion a également été effectuée en utilisant des outils de diagnostic du matériau tels que l'ellipsométrie spectroscopique et la spectroscopie FTIR pour caractériser de manière qualitative la modification des couches a-C:H soumises à un flux d'hydrogène. Ceci a permis de mettre en évidence une modification de la couche sur une faible épaisseur et l'hydrogénation préferentielle des liaisons sp2 de la couche. Les espèces volatiles produites par érosion des couches a-C:H ont été identifiées en utilisant la spectrométrie de masse et la méthode des potentiels d'apparition près du seuil. Les résultats ont montré que le radical méthyle est le produit principal de l'érosion avec des espèces lourdes mais pas d'acétylène. L'érosion a également été étudiée en plasma de H2 et de CH4 en utilisant la spectrométrie de masse et la sonde de Langmuir. La production de l'acétylène dans les deux cas montre que l'interaction de l'hydrogène avec le dépôt a-C:H aux parois forme des espèces qui peuvent se dissocier dans le plasma et former l'acétylène. En effet, en plasma de méthane à temps de résidence élevé, l'érosion par les atomes d'hydrogène du dépôt en cours de croissance sur les parois du réacteur produit des espèces volatiles CxHy. De retour dans la décharge, les espèces C2 peuvent être dissociées et former de l'acétylène en quantité suffisante. L'acétylène est à l'origine des ions négatifs C2H- qui subissent l'influence du champ magnétique de la source RCE. Ceci leur permet d'augmenter leur probabilité de recombinaison en volume (nucléation, aggrégation, coalescence. . ) conduisant à la formation de poudres carbonéesThis thesis relates to the interaction of hydrogen with hydrogenated amorphous carbon layers (a-C:H) within the framework of the deposit of these layers at low pressure in the engines plasma ECR. In this kind of discharge, in acetylene plasma as in methane plasma in high residence time, powders are formed in the volume of the engine. These nanoparticules while being incorporated in the deposit, confers to him optical, mechanical or biological interesting properties following deposition experimental conditions. In this work, we were interested more particularly in the mechanism of erosion of the a-C:H deposit by hydrogen because it produces the precursors of the powder formation. In this work of thesis, erosion was studied in post-discharge conditions versus surface temperature of the layers and incident hydrogen flow. We highlighted the establishment of a permanent mode preceded by a transitory mode which is reduced by increasing the temperature or the flow of hydrogen. The study of erosion was also carried out by using diagnostic tools of material such as spectroscopic ellipsometry and FTIR spectroscopy to characterize in a qualitative way the modification of the layers subjected to a hydrogen flow. This made it possible to highlight a modification of the layer on a low thickness and the preferential hydrogenation of the sp2 bonds of the layer. Volatile species produced by erosion of the a-C:H layers were identified by using the mass spectrometry and the method of the potentials of appearance close to the threshold. The results showed that methyl radical is the principal product of erosion with heavy species but no acetylene. Erosion was also studied in plasma of H2 and CH4 by using mass spectrometry and Langmuir probe. The production of acetylene in both cases shows that the interaction of hydrogen with the deposit a-C:H with the walls forms species which can be dissociated in plasma and form acetylene. Indeed, in methane plasma in high residence time, erosion by the hydrogen atoms of the deposit in the course of growth on the walls of the engine produces volatile species CxHy. The incoming species C2 can be dissociated to form acetylene in sufficient quantity. Acetylene is at the origin of the negative ions C2H- which are subject to the influence of the magnetic field of the ECR plasma source. This enables them to increase their probability of recombination in volume (nucleation, aggregation, coalescence. ) leading to the carbonaceous powder formation
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Vedovotto, Nathalie. "Les couches minces de carbone amorphe hydrogéné : durcissement et traitement antireflet à 10,6μm des optiques de germanium." Lyon 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LYO10033.
Full textAbstract:
Etude des couches minces a-c : h obtenues par decomposition rf d'alcanes, pour la realisation d'un traitement antireflet des optiques de ge. Analyse de la correlation parametres de depot/caracteristiques des couches. Examen des variations des proprietes mecaniques et optiques en particulier. Un programme de deconvolution des spectres ir a permis de remonter a la structure meme du reseau carbone, pour obtenir dans certains cas, une modelisation. Resultats en accord avec le modele de densite de puissance specifique de nyaiesh et nowak. Etude de la nature de l'interface c/ge, en associant microscopie electronique a haute resolution et spectroscopie esca
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PASTOL, ANNE. "Caracterisation de plasmas de methane : application au depot de couches minces de carbone amorphe hydrogene." Nantes, 1989. http://www.theses.fr/1989NANT2016.
Full textAbstract:
Des plasmas de methane excites a 13,56 mhz et 25 khz, utilises pour le depot de couches minces de carbone amorphe hydrogene, ont ete etudies par sonde double et spectroscopie d'emission optique. Les depots ont ete caracterises par leur vitesse de croissance et la participation des ions a l'elaboration a ete evaluee par une sonde a grille. Ils ont ete observes en microscopie electronique en transmission et a balayage et en spectroscopie de photoelectrons x. Les resultats nous permettent de distinguer les deux regimes de frequence au niveau du plasma par les evolutions de la temperature electronique, des intensites des bandes des spectres d'emission optique et des vitesses de depot en fonction des parametres imposes puissance et pression
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Schmidt, Martin Peter. "Propriétés physiques des alliages amorphes hydrogénés silicium-carbone." Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112251.
Full textAbstract:
Cette thèse analyse la déposition d'alliages amorphes hydrogénés silicium-carbone par décharge luminescente à radiofréquence dans des mélanges de silane et méthane ainsi que les propriétés optiques et électroniques de ces matériaux. A faible densité de puissance le méthane n'est pas décomposé directement par impact électronique, mais par réaction chimique avec des espèces réactives issues de la décomposition du silane. Ce régime permet la préparation reproductible de matériaux à faible teneur en carbone (< 20 %) ayant une densité d'états (DOS) au niveau de Fermi comparable à celle du a - Si : H standard. Le carbone est incorporé comme groupe méthyle, ce qui n'entraine qu'une faible perturbation de l'ordre local des atomes de silicium, comme montré par spectroscopie photo-électronique et Raman. Lorsque la teneur en méthane de la phase gazeuse approche les 100 %, la vitesse de déposition devient très faible, et la teneur en carbone des couches déposées est limitée à 35 - 40 %. Les propriétés optiques de ces matériaux ne dépendent pratiquement que de la teneur en carbone, contrairement à la déposition à forte puissance. Elles peuvent être représentées par un simple modèle à deux bandes, dans lequel la structure des bandes est caractérisée par un seul paramètre, le gap moyen (gap de Penn). Ce paramètre peut être calculé à partir des courbes de dispersion de l'indice de réfraction. La DOS dans les bandes de valence et de conduction est déduite de spectres d'absorption et d'émission de rayons X. Nos résultats montrent que le gap moyen est proche de la différence en énergie entre les premiers pics de la DOS des bandes de valence et de conduction, et augmente comme celui-ci avec la teneur en carbone. Au-delà d'une teneur en carbone de 20 %, on observe des propriétés optiques anomales qui correspondent à un changement du mode d'incorporation du carbone (incorporation dans le réseau de silicium: Si-CH -Si)This thesis analyses the deposition of amorphous hydrogenated silicon-carbon thin film alloys from glow-discharge in silan methane mixture. At low power density, methane is not decomposed directly by electron impact, but only by chemicaly reactions with reactive silane species resulting from silane decomposition. This régime allows the reproducible preparation of materials with low carbon content << 20%> with a density of states at the Fermi level comparable to standard a-Si:H. The carbon is incorporated into the the films as methyl group, which perturbs only slightly the local order of silicon atoms, as shown by photoelectron and Raman spectroscopy. When the methane content of the gas phase approaches 100 %, the deposition rate drops, and the carbon content in the films is limited to 35 - 40 %. The optical properties of this materials depend almost exclusively on the carbon content, unlike in the case of high power deposition. They can be represented by a simple two - band model in which the band structure is condensed into one single parameter, the average pag . This parameter can be computed from dispersion curves of the refractive index. The DOS in the conduction and valence band is deduced from X ray absorption and emission spectra. Our results show that the average gap is close to the energy separation between the first peak in the conduction and valence band DOS ; both parameters increase with carbon content. The increase in the optical gap can therefore be associated to a scaling of the whole band-structure. Above 20% of carbon in the solid, deviative properties are found. They correspond to a change in carbon incorporation scheme (network incorporation via Si-CH -Si units)
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Durand-Drouhin, Olivier. "Etude microstructurale de couches minces de carbone amorphe azotées déposées par pulvérisation cathodique magnétron radio fréquence et PECVD-ECR." Amiens, 2001. http://www.theses.fr/2001AMIE0002.
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Benchikh, Épouse Sbaï Nadia. "Couches minces nanostructurées de carbone amorphe dopées ou alliées : Elaboration par ablation laser femtoseconde et Caractérisations." Phd thesis, Université Jean Monnet - Saint-Etienne, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00142211.
Full textAbstract:
Amélioration des propriétés des couches minces de carbone amorphe (appelé Diamond Like Carbon, DLC) et recherche de nouvelles fonctionnalités pour ce type de couches minces en dopant les films DLC par des métaux comme le nickel et le tantale.L'ablation laser en régime femtoseconde est la technique utilisée pour la synthèse des couches minces de DLC dopées ou alliées. Ce sujet met également en évidence l'apport de cette technique sur les propriétés morpho-structurales et physiques des DLC dopés ou alliés.
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Dumay, Bastien. "Dépôts de carbone amorphe hydrogènés et deutérés par polymérisation plasma pour la fusion par confinement inertiel." Dijon, 2002. http://www.theses.fr/2002DIJOS073.
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Maître, Nicolas. "Couches de carbone amorphe hydrogéné sur verres ophtalmiques traités antireflets : contribution à l'étude des mécanismes de salissure." Poitiers, 2003. http://www.theses.fr/2003POIT2264.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail était de résoudre le problème de salissure des verres ophtalmiques antireflet par le dépôt d'une couche ultra-mince de carbone amorphe hydrogéné a-C:H. Nous avons tout d'abord fait varier la tension d'autopolarisation afin de réduire l'absorption optique du film a-C:H obtenu par PECVD à décharge RF. Les couches réalisées avec un self-bias de 35 V et une épaisseur de 3 nm étaient transparentes. Nous avons ensuite déterminé les propriétés de nettoyage des films a-C:H et montré que celles-ci étaient dues à leur forte oléophilie : la salissure peut s'apparenter à un quasi-film mince, presque invisible en transmission mais difficile à enlever, compte tenu du fort travail d'adhésion. Ce comportement est opposé à celui observé sur les top-coats oléophobes. Dans ce cas, la salissure qui s'agence sous forme de micro-gouttelettes diffusantes (et donc très visibles en transmission) est facile à enlever de la surface compte tenu du faible travail d'adhésionThe goal of this work was to resolve the problem of the smudge on antireflective ophthalmic lenses by depositing an ultra-thin hydrogenated amorphous carbon coating a-C:H. First, we made the self-bias varying in order to reduce the optical absorption of the a-C:H film obtained by PECVD using a planar RF discharge. The coating obtained with a self-bias of 35 V and a thickness of 3 nm were transparent. Then, we determined the cleaning properties of a-C:H films and showed that the latter were due to the strong oleophilic nature of the material : the smudge can be considered as a quasi thin film almost invisible by transmission but very hard to remove, owing to the large adhesion work. This behaviour is opposite to the one observed on the olephobic top-coats. In this case, the smudge which was organised as scattering micro droplets (therefore very visible by transmission), is easy to remove from the surface, owing to the small adhesion work
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Lagrini, Anass. "Elaboration et caractérisations physico-chimiques de couches minces de carbone amorphe azoté a-CNx pour applications électrochimiques." Paris 6, 2005. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01590454.
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Bruno, Paola. "Dépôt de films carbonés par des plasmas CVD Argon/Méthane : étude du procédé et caractérisation du matériau." Paris 13, 2005. http://www.theses.fr/2005PA132045.
Full textAbstract:
Raman spectroscopy [1,2] is a standard nondestructive technique for the characterization of crystalline, nanocrystalline and amorphous carbons and it's generally used to derive the structural information of carbon materials. Raman scattering is an interacton between a photon (generally in the visible range) and the electronic cloud of the molecules or the crystal. He difference in energy between the incoming and the outgoing photons corresponds to an energy of vibrations (phonon for a crystal) of the studied materials. In other words, when a substance is passed through a monochromatic electromagnetic wave, four phenomena generally occur : the reflection, transmision, the absorption and diffusion of the radiation considered. The diffused intensity, dependent on the dispersion of incident energy in all the directions, is generally rather low, about 10̄̄̄̄̄̄. . . . To 10. . . . Times the incident intensity. The major part of the diffused intensity is due to the elastic scattering of the photons on the molecules i. E. Without change of requency and is called diffusion Rayleigh (1871). . . .
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Vouagner, Dominique. "Etude de la tenue à la corrosion saline de couches minces de carbone amorphe hydrogéné déposé sur germinium par procédé CVD plasma." Lyon 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LYO10205.
Full textAbstract:
Ce travail est consacre a l'etude du comportement electrochimique en milieu salin (nacl30g/l) aere de couches minces de carbone amorphe hydrogene depose sur germanium par procede plasma cvd. Le carbone amorphe hydrogene, plus communement appele carbone adamantin (a-c:h), est elabore par decomposition radiofrequence de methane (procede plasma cvd). Dans une premiere partie, nous etudions l'influence du mode d'elaboration sur les proprietes structurales, electriques, mecaniques et optiques du carbone. Dans une seconde partie, nous nous interessons au comportement electrochimique en milieu chlorure (nacl30g/l) neutre aere d'electrodes de germanium revetu de carbone adamantin. Afin de determiner les reactions mises en jeu a l'interface electrode/electrolyte, nous avons entrepris une etude comparative, par voltammetrie cyclique et mesures de tensions d'abandon, avec des electrodes de germanium revetu de carbone adamantin et non revetu, des electrodes de carbone vitreux, de graphite et d'acier recouvert de carbone adamantin, respectivement immergees en milieu chlorure neutre et en milieu acide (hclo#41m) aeres. Les essais realises par voltammetrie cyclique montrent que, contrairement aux autres varietes de carbone testees, le carbone adamantin reste inerte dans tout le domaine de tensions etudie. Ce travail a ete complete par des mesures de spectrometrie d'impedance. Les resultats obtenus par cette technique confirment d'une part, la remarquable stabilite, en milieu aere, des revetements de carbone adamantin depose sur germanium et mettent en evidence d'autre part, la deterioration rapide des couches minces de mauvaise qualite apres immersion en solution saline. L'ensemble de ces faits nous a permis de proposer un circuit equivalent original qui rend compte du comportement electrochimique de l'interface germanium revetu de carbone adamantin/milieu salin aere
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Deshayes, Laurent. "Dépôt par PACVD de films de carbone amorphe hydrogéné sur acier inoxydable : caractérisation spectroscopique des interfaces et propriétés d'adhésion." Lyon 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LYO10192.
Full textAbstract:
La presente etude porte sur le revetement d'un acier inoxydable f17 par des films de carbone amorphe hydrogene (a-c:h) elabores par pacvd a partir de methane. Les proprietes d'adhesion des films ont ete etudiees en fonction de la nature et des conditions de traitement des substrats metalliques d'une part, des parametres de depot d'autre part. Par rapport aux traitements chimiques et mecaniques traditionnels, les traitements par plasma de gaz reactifs (o#2, nh#3) permettent d'augmenter considerablement l'adherence film/substrat. Ces derniers jouent en effet un double role, a savoir l'elimination de la contamination superficielle et le greffage de groupement reactif. Par ailleurs, les films de carbone amorphe, chimiquement inertes ont ete fonctionnalises par traitements plasma de gaz reactifs afin de polymeriser a leur surface une resine epoxy necessaire pour mettre en uvre le test mecanique de flexion trois points destine a tester l'adherence film/substrat. Les effets de la variation des principaux parametres d'elaboration sur la composition stchiometrique, l'epaisseur et les proprietes d'adhesion ont ete etudies. Les mesures d'adherence ont montre que les films minces d'epaisseur inferieure a 100 nm sont toujours tres adherents sur leur substrat et que l'adherence des films epais est quant a elle fortement amelioree lorsque l'elaboration est realisee a faible pression et forte puissance. Enfin, l'etude electrochimique a montre que, pour obtenir un film sans defauts (porosites ou fissures) il etait necessaire de polir le substrat
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Vedovotto, Nathalie. "Les Couches minces de carbone amorphe hydrogéné durcissement et traitement antireflet à 10,6 micromètres des optiques de germanium /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376190222.
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Pagnoux, Geoffrey. "Mise en évidence et simulation de l’endommagement des revêtements de carbone amorphe pour application moteur à combustion interne." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PESC1175.
Full textAbstract:
L'exploitation de revêtements micrométriques à base de carbone amorphe (les DLC) tend à se généraliser au sein des constructeurs automobiles afin d'améliorer le rendement des moteurs à combustion interne en réduisant les pertes mécaniques par frottement. Si ces revêtements exhibent généralement d'excellentes propriétés tribologiques et de très faibles taux d'usure, leur utilisation au sein des moteurs à combustion interne révèle que, soumis à des sollicitations complexes, de nombreux modes de dégradations sont observables. La propagation prématurée de ces dégradations sur l'intégralité des surfaces revêtues constitue un risque à maîtriser pour garantir la fonction des revêtements dans le temps. Cette maîtrise implique d'une part de connaître et de comprendre les mécanismes de dégradations probables des DLC appliqués aux composants du moteur et d'autre part de disposer d'outils de simulation de leur durée de vie, exploitables pour optimiser les systèmes tribologiques au plus tôt de leur conception. Les travaux présentés dans cette thèse ont été guidés par ces objectifs et rassemblent des expertises de composants revêtus, des développements d'analyses numériques, de protocoles d'essais simplifiés et des recherches de couplages entre modes de dégradations. Autant d'éléments qui permettent de répondre en partie aux questions initialement posées et de proposer, au final, un outil de simulation de durée de vie des DLC adapté aux applications moteur à combustion interneThe use of micrometric diamond-like carbon coatings (named DLC) are becoming widely used by automotive manufacturers in order to improve the efficiency of internal combustion engines by reducing the mechanical friction losses. Although DLC coatings generally exhibit excellent tribological properties and very low wear rates, their use in internal combustion engines shows that, subject to complex loadings, many degradation modes are observable. Untimely propagation of these latter upon the entire coated surfaces is a risk to control in order to guarantee the coating function over time. From one hand, this control implies to know and to understand all DLC degradation mechanisms when applied to engine components. On the other hand, it is necessary to possess lifetime simulation tools that can be used to optimize tribological systems in their early design. The work presented in this thesis has been guided by these goals and gathers experimental analyses of DLC-coated components, numerical analyzes, simplified testing protocols and coupling analyses of degradation processes. All these topics finally lead to the definition of a lifetime simulation tool adapted to DLC coated internal combustion engine applications
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Stock, François. "Traitements laser UV de couches de carbone amorphe adamantin (DLC) obtenues par ablation laser pulsée (PLD) : application à la synthèse d'électrodes transparentes." Thesis, Strasbourg, 2019. http://www.theses.fr/2019STRAD035.
Full textAbstract:
L'un des grands défis que les technologies d'affichage (LCD, OLeds…), dispositifs optoélectroniques et photovoltaïques devront affronter dans le futur est de trouver une alternative à l'utilisation d’oxydes conducteurs transparents tel l’oxyde d’indium-étain (ITO). Le graphène, un matériau 2D conducteur et transparent à base de carbone apparait comme une alternative attractive à l’ITO. Cependant, son transfert sur grandes surfaces est complexe et délicat à mettre en œuvre. Dans cette étude, une fine couche mince de carbone adamantin (DLC : Diamond-Like Carbon) est déposée par ablation laser pulsée (PLD) sur des substrats transparents et isolants (quartz, verre…). Le DLC présente une bonne transmission dans le domaine visible et constitue un parfait isolant électrique. Il présente cependant un caractère partiellement opaque dans le domaine UV. De ce fait, un traitement laser UV permet une modification des liaisons atomiques des premières couches de sa surface et ainsi la synthèse de « graphène / graphite » sur quelques couches atomiques. Ce procédé novateur et original est basé uniquement sur des technologies lasers et offre l’avantage d’une compatibilité importante avec les procédés de la microélectronique classiqueOne of the biggest challenge that optoelectronic and photovoltaic devices will have to face is the necessity to provide a reliable alternative to transparent conducting oxide (TCO) and especially to Indium Thin Oxide (ITO) widely used in display technologies. This thesis presents an alternative solution based on laser processes and carbon materials only. In a first step, Diamond-Like Carbon (DLC) is grown with a pulsed laser deposition (PLD) process. DLC is an amorphous form of carbon sharing many properties with diamond like very high transparency in the visible range and being a perfect electrical insulator. Therefore, in a second step, DLC thin films are annealed with UV laser. These surface treatments lead to the modification of the first DLC atomic layers. With this step, dominating diamond bindings (sp3) responsible of insulating properties of DLC are broken and atoms will be reorganized in graphitic bindings (sp2) leading to surface conductivity appearance. Within only surface modifications (over a few atomic layers), the interesting property of transparency is conserved with an additional attractive surface conductivity. Obtained performances clearly approach and reach ITO values. This only laser-based process offers very interesting perspectives with keeping an important compatibility with standard microelectronics technical steps
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Rerbal, Kamila. "Etats électroniques localisés dans a-Sil-xCx:H massif et poreux : Spectroscopie IR et photoluminescence." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2004. http://www.theses.fr/2004EPXX0044.
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FOURCHES, NATHALIE. "Caracterisation des films minces de carbone amorphe hydrogene (a-c : h) elabores en plasma rf. etude de l'interface a-c:h/substrat et des mecanismes d'adhesion." Nantes, 1993. http://www.theses.fr/1993NANT2054.
Full textAbstract:
Ce memoire presente l'elaboration des films minces de carbone amorphe hydrogene (a-c:h) par decomposition du methane dans un reacteur diode radiofrequence. Les parametres de travail analyses sont la pression dans l'enceinte, le debit de gaz et la tension d'autopolarisation de la cathode porte substrat. La formation de l'interface depot/substrat ainsi que l'elaboration des couches a-c:h ont ete suivies par ellipsometrie in-situ. La modelisation de la vitesse de depot a permis de mettre en evidence le role du flux d'ions, du flux de neutres et du bombardement ionique sur la croissance et la morphologie des couches. De meme l'influence de la tension d'autopolarisation sur la composition et la structure des films a ete etudiee. Nous avons montre que, suivant cette tension d'autopolarisation, il existe trois types de films de carbone amorphe hydrogene que nous denommons: de type polymerique (v#b<100 v), dur ou diamond-like carbon (100 v
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SADKI, ABDELOUAHED. "Etude de la microstructure et des defauts dans les couches minces de carbone amorphe hydrogene ; relations avec la photoluminescence." Paris 6, 1998. http://www.theses.fr/1998PA066315.
Full textAbstract:
Quoique la communaute scientifique s'interesse de plus en plus aux proprietes electroniques des couches minces de carbone amorphe hydrogene (a-c:h), en particulier au tres fort rendement de photoluminescence observe a temperature ambiante dans certains cas, celles-ci sont encore mal comprises. Le but de ce travail est de mettre en evidence et d'analyser les relations entre ces proprietes et la microstructure des echantillons, et de tester la validite du modele a deux phases consistant en amas de sites c(sp 2) immerges dans une matrice formee par les sites c(sp 3). Des etudes systematiques par plusieurs techniques complementaires ont ete menees en fonction des conditions de depot et des traitements thermiques ulterieurs sur des couches minces de a-c:h preparees par differentes techniques et soigneusement caracterisees. L'ordre local a ete etudie par spectroscopie de diffusion raman et les defauts paramagnetiques, ainsi que leur environnement, par resonance paramagnetique electronique (rpe), dans le but de suivre dans chaque cas l'evolution de la microstructure. Des experiences de photoluminescence ont egalement ete effectuees sur les couches a grand gap optique pour comprendre la nature des etats electroniques responsables des processus de recombinaison radiative et non radiative. Les resultats de diffusion raman montrent que l'augmentation, soit de l'energie de bombardement ionique pendant le depot, soit de la temperature de recuit, a comme consequence l'etablissement progressif d'une certaine organisation des sites c(sp 2) en amas aromatiques de tailles de plus en plus grandes. Les resultats de rpe permettent de conclure sans ambiguite que les defauts paramagnetiques sont lies a la phase formee des sites c(sp 2) ; l'analyse des formes de raies met clairement en evidence une delocalisation progressive des electrons non apparies qui confirme l'aromatisation / graphitisation du materiau. Les experiences de photoluminescence ont ete analysees en termes de confinement spatial des paires electron-trou photoexcitees dans les amas de sites c(sp 2), et montrent que les barrieres dues aux sites c(sp 3) hydrogenes jouent un role important sur le rendement de luminescence, qui par contre depend tres peu de la densite des defauts paramagnetiques.
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Seck, Serigne Massamba. "Développement d’un capteur électrochimique à base de carbone amorphe azote pour la détection de métaux lourds en milieux aqueux." Amiens, 2013. http://www.theses.fr/2013AMIE0101.
Full textAbstract:
Les couches minces de a-CNx sont élaborées par pulvérisation cathodique magnétron rf (13,56 MHz) sur substrat de titane ou de silicium. Les propriétés physico-électrochimiques sont optimisées en fonction des paramètres de dépôt (%N2 dans le plasma et puissance radioélectrique). Les voltampérométries cyclique et inverse différentielle sont utilisées pour les caractérisations électroanalytiques de nos couches qui sont directement corrélées avec les propriétés microstructurales, électriques, etc. La fenêtre de potentiel (-1,5 to +1,8 V/ECS) et la réactivité de l’électrode (DEp = 110 mV) de a-CNx, les sensibilités aux ions Cu2+ et Cd2+ ainsi les limites de détection sont comparables à celles de l’électrode commerciale de DDB avec des coûts de fabrication beaucoup moins onéreux. La sensibilité et la sélectivité sont étudiées en détection séparée et simultanée du cuivre et du cadmium, et les interférences intermétalliques notées sont étudiées. La spécificité d'un tel capteur peut être améliorée par fonctionnalisation de l'électrode. Cette modification superficielle est exécutée par greffage de sels d’aryldiazonium et par fonctionnalisation au cyclame. La concentration de greffage et le nombre de cycles sont optimisés et corrélés à la spécificité et à la sensibilité de Cu2+ et/ou du Cd2+. Le revêtement de l'électrode par le cyclame par voie organique thermique est testé par AFM, par Infrarouge, par mesure d’angles de contact et électrochimiquement par des tests de réactivité par rapport au ferriferrocyanure de potassium avant et après greffage. La fonctionnalisation par le cyclame est établie pour sa spécificité à se complexer avec le cuivre et éventuellement à d’autres cations métalliques. De ce fait, la détermination ionique par complexation a été appliquée à l’électrode a-CNx fonctionnalisée au cyclame dans le cadre de la détection du cuivreNitrogenous amorphous carbon (a-CNx) thin films were deposited by radio-frequency (13. 56 MHz) cathodic magnetron sputtering on titanium disks and on silicon substrate. While these films are cheaper to prepare than commonly reported carbon-based electrodes, the usable electrochemical window in aqueous solution is within the same range and spans from -1. 5 to +1. 8 V vs. SCE. The electrochemical reactivity (DEp = 110 mV) was tested using the ferri-ferrocyanide redox couple as a function of the thin films preparation parameters. Cadmium and copper were used to test these detection abilities. Better analytical properties (notably sensitivity and linearity) were obtained as compared to a commercial boron doped diamond electrode. Preliminary competition/interaction experiments for these two cations were performed. The specificity of such a sensor relative to a certain metal cation (copper and cadmium) can be improved by functionalization of the electrode. This surface modification is performed using cyclame by electrografting of diazonium salts which present a specific interaction with ions in solution. The grafting precursor concentration and number of cycles are optimized and correlated to the specificity and sensitivity of copper and/or cadmium cation detection. The coverage of the electrode, tested in AFM, IR, contact angle measurement and electrochemically in Fe(CN)6 3-/4- shows that the grafting of diazonium salt is effective on the surface of the aC:Nx electrode. Greater sensitivity of the electrode to Cd2+ is observed for the highest concentrations of grafting salts. Moreover, a marked modification after grafting of the alteration of the Cd2+ signal due to the presence of Cu2+ is observed, giving way to a better specificity of these functionalized sensors. The sensitivity of cyclam modified electrode is lower than the unmodified sensor
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PARET, VALERIE. "Caracterisation de materiaux complexes sur une large gamme spectrale par des techniques optiques et photothermiques ; application au carbone amorphe hydrogene." Paris 6, 1999. http://www.theses.fr/1999PA066385.
Full textAbstract:
Les couches minces de carbone amorphe hydrogene (a-c:h) preparees par decomposition d'hydrocarbures assistee par plasma possedent une microstructure complexe. Ceci est du au fait que les couches de a-c:h contiennent des sites de carbone en configuration electronique sp 2 (de type graphite) regroupes en amas, immerges dans une matrice d'atomes de carbone en configuration electronique sp 3 (de type diamant). Les proportions respectives de ces sites, ainsi que la nature, la taille et les distorsions eventuelles des amas de sites sp 2, dependent fortement des conditions de depot et entrainent une grande diversite de leurs proprietes electroniques. Le but de ce travail etait de determiner les proprietes optiques d'echantillons de a-c:h en fonction des conditions de depot sur une large gamme spectrale afin de mettre en evidence et d'analyser les relations entre la microstructure et les proprietes electroniques de ces echantillons. Pour cela, nous avons effectue des mesures de l'infrarouge (jusqu'a 500 cm 1) a l'ultraviolet sous vide (jusqu'a 25 ev) en utilisant diverses techniques optiques complementaires ; nous avons egalement developpe la spectroscopie de deflexion photothermique afin de mesurer avec precision des coefficients d'absorption optique tres faibles dans la region du bord d'absorption. Ceci a permis d'effectuer une etude comparative de l'evolution des proprietes vibrationnelles (liaisons c-h et c-c) et electroniques (transitions faisant intervenir les etats et ) en fonction de l'energie des ions incidents pendant le depot. Nous avons montre que les echantillons deposes a faible energie, qui possedent un grand gap optique, sont essentiellement formes d'une phase aliphatique fortement hydrogenee incluant des doubles liaisons isolees et des fragments de chaines olefiniques, alors que ceux obtenus a grande energie, qui ont un petit gap, contiennent une forte proportion d'amas de type polyaromatique. Le parametre qui determine les proprietes electroniques semble etre le mode d'organisation des amas de sites sp 2.
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RACINE, BENOIT. "Contribution a l'etude des proprietes mecaniques et electriques du carbone amorphe hydrogene (a-c : h) en relation avec la microstructure." Amiens, 1999. http://www.theses.fr/1999AMIE0109.
Full textAbstract:
Les couches minces de carbone amorphe hydrogene (a-c : h) preparees par decomposition d'hydrocarbure assistee par plasma possedent une microstructure complexe. Ceci est directement lie a la presence dans les couches de sites de carbone en configurations electronique sp 2, sp 3 et d'atomes d'hydrogene. Les proportions relatives de ces sites et de l'incorporation de l'hydrogene dependent fortement de la technique et des conditions d'elaboration et entrainent une grande variete de proprietes physiques du materiau. Le but de ce travail etait de determiner les proprietes mecaniques et electriques d'echantillons de a-c : h en fonction des conditions de depot afin de mettre en evidence les relations entre ces differentes proprietes et la microstructure des films. Pour cela nous avons utilise plusieurs techniques de caracterisation complementaires tels que la spectroscopie d'absorption infrarouge, l'erda et l'exodiffusion afin de determiner la microstructure des echantillons. En ce qui concerne les proprietes mecaniques nous avons effectue des mesures de contraintes internes ainsi que des tests de tribologie. Les proprietes electriques ont ete determinees par deux techniques complementaires qui sont la spectroscopie capacitive a basse temperature et les mesures de conductivite en geometrie co-planaire a haute temperature. Ces etudes ont ete entreprises sur les echantillons dans leur etat brut de croissance ainsi qu'apres traitements thermiques a differentes temperatures. Nous avons mis en evidence l'importance de la technique et des conditions de depot, notamment l'energie d'impact des especes incidentes lors de la croissance du film, sur la microstructure ainsi que sur toutes les proprietes physiques etudiees. Nous avons montre d'une part que les proprietes mecaniques ne suivaient pas le comportement habituellement rencontre pour des films elabores par d'autres techniques et, d'autre part, qu'il existait deux types de transport suivant la gamme de temperature de travail.
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Jribi, Samar. "Réactivité électrochimique et fonctionnalisation de surface de films minces de nitrure de carbone amorphe : vers l'élaboration de sondes mixtes AFM-électrochimiques." Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066219.
Full textAbstract:
Des couches minces d’a-CNx ont été déposées avec ou sans radiofréquence (RF) sur Si dopé ou intrinsèque en utilisant la pulvérisation cathodique réactive magnétron et différentes pressions partielles d’azote dans le plasma. Une étude détaillée de leur réactivité électrochimique vis-à-vis du couple redox [Fe(CN)6]3-/4- a montré que celle-ci est d’autant meilleure que le contenu en azote atomique déterminé par XPS diminue. Celle-ci acquiert une amélioration notable grâce à un prétraitement électrochimique cathodique (PEC) mais aussi et surtout grâce à l’utilisation de la RF appliquée au substrat pendant la phase de dépôt. Dans une seconde partie, nous avons développé une nouvelle stratégie de fonctionnalisation de surface des couches minces d’a-CNx basée sur le greffage covalent d’une sonde redox. Elle nous a permis de quantifier les groupements amines formés spontanément à la surface de ces électrodes à l’aide de la voltamétrie cyclique. Ceux-ci sont généralement peu nombreux, et de moins en moins nombreux quand le taux d’azote augmente dans le film. Finalement, l’élaboration de sondes hybrides AFM-électrochimiques à partir de sondes AFM commerciales a été explorée en effectuant un dépôt d’une couche mince d’a-CNx sur une sonde AFM-tapping. Ce genre de pointe présente l’avantage d’avoir un cantilever raide qui résiste au stress intrinsèque compressif appliqué par a-CNx sur ce dernier contrairement aux cantilevers de sondes AFM-contact qui courbent significativement sous l’effet de ce stress. La passivation par un film de P-oPD électrodéposé et l’utilisation de ces pointes Si/a-CNx pour l’acquisition de caractéristiques I/V locales ont confirmé l’intérêt de cette démarcheA-CNx thin films were deposited with or without radiofrequency (RF) on doped or intrinsic silicon substrates by the magnetron cathodic sputtering technique and various partial pressures of nitrogen in the plasma. A detailed study of the electrochemical reactivity of a-CNx thin films deposited without RF towards the redox couple [Fe(CN)6]3-/4- showed that this latter is improved as the atomic nitrogen content determined by XPS decreases. It acquires a considerable improvement thanks to the cathodic electrochemical pretreatment (PEC) and more especially thanks to the use of the RF applied to the substrate during the deposition step. In the second part, we have developed a new strategy of surface fonctionnalization of a-CNx thin films based on the covalent grafting of a redox probe. It allowed us to quantify the amine groups formed spontaneously on the electrode surface using cyclic voltammetry. It revealed that the amine groups are generally few and less and less numerous when the content of nitrogen increases in the film. Finally, the elaboration of hybrid AFM-electrochemical probes from commercial AFM probes has been explored by the deposition of an a-CNx thin film on a tapping-AFM probe. These probes present the advantage of having a stiff cantilever that resists to the compressive intrinsic stress applied by the a-CNx film contrary to the contact-AFM probe cantilever that bends significantly under the influence of this stress. The passivation by a P-oPD film and the use of these Si/a-CNx probes for the acquisition of local I/V characteristics (spectroscopy of the CS-AFM mode) confirmed the interest of this approach that will need however to be more deeply explored
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Cadete, Santos Aires Francisco-José. "Etude comparative d'agrégats métalliques supportés sur carbone amorphe obtenus par dépôt moléculaire et par dépôt d'agrégats : caractérisation par microscopie électronique à transmission." Lyon 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LYO10164.
Full textAbstract:
Un generateur d'agregats d'atomes de type sattler permet d'obtenir des agregats neutres (x#n) d'indium, de bismuth et d'antimoine avec des tailles pouvant aller de quelques atomes a quelques centaines d'atomes. Avec le meme dispositif experimental nous pouvons egalement deposer des jets atomiques ou moleculaires pour ces memes corps. Apres caracterisation des especes contenues dans les jets par spectrometrie de masse a temps de vol des ions, nous avons realise des depots sur substrats de carbone amorphe soit avec des jets atomiques ou moleculaires, soit avec des jets d'agregats. Les depots ainsi obtenus sont etudies par microscopie electronique a transmission (met). Nous avons mis en evidence des differences de croissance des agregats supportes entre les depots obtenus a partir de jets atomiques (in) ou moleculaires (bi#2, sb#4) et ceux obtenus par depot direct d'agregats libres. La forte dependance morphologique et structurale des films d'antimoine en fonction du flux et de la taille moyenne des agregats deposes est etudiee en detail. La caracterisation par microscopie electronique a transmission en haute resolution (methr) des depots met en evidence l'existence de phases oxydees pour les agregats supportes d'indium et d'antimoine. Nous montrons que cette oxydation a lieu essentiellement lors de la remise a l'air des echantillons et que, dans tous les cas, la nucleation et la croissance se font sous forme metallique pour les trois metaux etudies
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Hallil, Abdelbasset. "Synthèse par décharge luminescente RF et caractérisation de couches minces de carbone amorphe hydrogène. Diagnostic de la décharge par sonde de Langmuir." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30222.
Full textAbstract:
Des films minces de carbone amorphe hydrogene ont ete synthetises par decharge luminescente radiofrequence (13. 56 mhz) dans un melange de gaz argon-propane. Afin de comprendre les processus de formation des films, une etude des proprietes physiques de la phase gazeuse ainsi qu'une caracterisation du materiau synthetise ont ete effectuees. Les proprietes physico-chimiques de la decharge ont ete etudiees par spectroscopie d'emission optique qui a pu mettre en evidence les principales especes emissives dans la decharge. Afin de comprendre les processus de dissociation electronique en phase gazeuse une technique de diagnostic par sonde de langmuir de la decharge rf a ete mise au point. Nous avons pu remonter par ce biais aux fonctions de distribution de vitesse des electrons, a la densite electronique et a l'energie moyenne en presence d'un gaz neutre (l'argon) et en presence de melange argon-propane. Les fonctions de distribution rencontrees peuvent etre maxwelliennes, bi-maxwelliennes ou de type druyvesteyn et ce pour differentes conditions experimentales. La variation de composition de la phase gazeuse selon les conditions experimentales engendre des proprietes variables des couches minces synthetisees. Nous avons analyse ces couches et avons pu montrer a l'aide des spectroscopies raman et infrarouge la presence de structures graphitique et polymere du materiau, dependant du taux de propane present dans la decharge. Les proprietes physiques des couches telles que le gap optique, la resistivite et les pertes dielectriques sont tributaires de leur teneur en hydrogene. Les materiaux fortement hydrogenes ayant une dominante polymere, presentent un gap optique eleve, une forte resistivite electrique et de faibles pertes dielectriques. Ils peuvent etre utilises comme couches de passivation de microcircuits en microelectronique
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Meunier, Frédéric. "Modélisation des mécanismes de croissance des couches minces de carbone dur amorphe obtenues par CVD assistée plasma. Application à la réalisation de revêtements anti-usure multicouches TiN+Ti(C,N)+TiC+carbone." Limoges, 1996. http://www.theses.fr/1996LIMO0043.
Full textAbstract:
Ces travaux portent sur la modelisation des mecanismes de croissance et l'optimisation des proprietes tribologiques de couches minces de carbone realisees par cvd assistee plasma. La decharge, obtenue a basse pression (0, 1 pa) grace a un dispositif d'intensification de la decharge, est realisee dans du benzene pur. Une etude a la fois theorique et experimentale permet de definir, en fonction des conditions d'elaboration, differentes structures pour les couches. On montre notamment le role fondamental des ions c#6h#6#+ presents dans le plasma. Ils contribuent pour 80% a la formation du depot. L'energie de ces ions incidents determine la structure de la couche (taux d'hydrogene, nature de l'etat des liaisons de cet element avec le carbone, nature des hybridations) et des proprietes mecaniques. Les meilleurs depots sont obtenus lorsque cette energie est comprise entre 500 et 700 ev. Le flux de ces especes determine quant a lui la vitesse de croissance. L'etude des mecanismes regissant l'adherence de tels depots montre que pour obtenir une adherence compatible avec les applications visees (anti-usure, anti-frottement), le recours a des sous-couches d'accrochage est necessaire. Elles sont obtenues par depot ionique, juste avant la synthese de la couche finale de carbone et dans le meme cycle de depot. On montre que des sous-couches de type tin+tic sont tres bien adaptees. La fonction de chacun de ces materiaux est mise en evidence. Des revetements a la fois tres performants d'un point de vue tribologique et tres adherents sont realises. Ils sont ensuite utilises pour le traitement de pieces tridimensionnelles. On etudie alors les consequences de la mise en rotation des substrats sur les mecanismes et la cinetique de croissance, ainsi que sur l'evolution de l'adherence et de la resistance a l'usure. On montre aussi que la geometrie de la piece a traiter conditionne la distribution des caracteristiques du revetement sur sa surface. Des solutions sont proposees pour repondre a ces problemes
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Piazza, Fabrice. "Elaboration de films minces de carbone amorphe hydrogéné multifonctions par un procédé plasma utilisant une répartition uniforme de la résonance cyclotron électronique (DECR)." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2001. http://www.theses.fr/2001STR13213.
Full text
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BOUAMRANE, FAYCAL. "Etude des proprietes electrochimiques de couches minces de diamant dope et de carbone amorphe : application a la reduction des nitrates et au depot metallique." Paris 11, 1997. http://www.theses.fr/1997PA112042.
Full textAbstract:
Le but de ce travail de these a ete de faire une etude comparative des proprietes electrochimiques de couches minces de diamant et de couches minces de carbone amorphe diamante realisees par plusieurs techniques de depot en phase vapeur (chemical vapor deposition : cvd), sous des conditions de fabrication (melange gazeux, substrat, temperature) et de dopage variees. Les couches minces de diamant sont obtenues par hfcvd (filament chaud cvd) et mpcvd (plasma micro-onde cvd). Les couches minces de carbone amorphe sont obtenues par ablation laser. Pour comparer l'activite electrochimique de ces echantillons, trois reactions test ont ete selectionnees. La premiere consiste a realiser une etude voltammetrique classique dans une solution de kcl (0,1 m) et deux applications dans le domaine de l'environnement ont ete choisies : la reduction des nitrates et le depot metallique (cuivre). Afin de comprendre l'origine de ces proprietes electrochimiques, une caracterisation systematique des couches minces est necessaire. Un ensemble de techniques d'analyse complementaires a ete utilise, a savoir la microscopie electronique a balayage, la profilometrie, la spectroscopie de photoelectrons (xps), la spectroscopie infrarouge par transformee de fourier (ftir) et la spectroscopie d'absorption des rayons x (xanes). Ces electrodes montrent une tres bonne stabilite electrochimique, un domaine de potentiel avant la reduction de l'eau important et une faible evolution du dihydrogene. La reduction des nitrates est realisee en milieu basique (koh 1m) et en milieu neutre. De l'ammoniaque est detectee comme produit final. Il existe une difference de plus de deux ordres de grandeur entre les reactivites des differentes electrodes. Le depot de cuivre en milieu acide a ete realise et un depot en sous potentiel est observe (cependant il ne represente que quelques pourcents de monocouche). Le depot en sous potentiel semble avoir lieu sur des sites particuliers (impuretes ou defauts) et il est necessaire de proceder au prealable a une polarisation negative de l'electrode.
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Tixier, Christelle. "Dépôt chimique en phase vapeur de carbone amorphe hydrogéné sur des substrats métalliques (TA6V) dans une post-décharge micro-onde assistée par polarisation radio fréquence." Limoges, 1995. http://www.theses.fr/1995LIMO0043.
Full textAbstract:
Des melanges argon/methane et argon-hydrogene/methane ont ete utilises pour deposer du carbone amorphe hydrogene dans une post-decharge micro-onde assistee par une polarisation radiofrequence. Dans un premier temps, une etude parametrique sur des substrats de silicium a permis le choix d'un point de fonctionnement. Les films ont globalement les caracteristiques de ceux obtenus par les techniques les plus courantes (pecvd rf, faisceaux d'ions). Leur densite est de 1,5 et leur teneur en hydrogene de l'ordre de 40 at. %. La vitesse de depot et les proprietes des couches dependent de la tension de polarisation r. F. Et de la composition de la phase gazeuse. Par ailleurs, l'analyse spectroscopique de la post-decharge a permis de correler l'emission de la raie ch et la vitesse de depot. Les films deposes sur l'alliage metallique base titane se sont reveles non-adherents. L'utilisation d'une sous-couche de type oxycarbure de silicium a permis d'ameliorer l'adherence: bien qu'un decollement adhesif soit encore observe lors des essais par scratch-test, le decollement systematique sur le titane a ete supprime et l'adherence sur silicium fortement amelioree. Des mesures de contrainte dans les films et des analyses de l'interface ont permis une meilleure comprehension de l'origine des problemes d'adherence. D'une part, la determination de la contrainte globale n'a pas revele de differences significatives entre les deux types de substrats. D'autre part, des analyses par aes, sims et xps mettent en evidence l'importance de l'oxygene present a l'interface film/substrat tout particulierement dans le cas des substrats metalliques. Enfin, une serie d'essais a montre la necessite d'adapter le pretraitement par plasma avant depot a la nature du substrat. Les valeurs maximales de charge critique obtenues sont alors de 7 et 35 n sur titane et silicium respectivement
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VIDELOT, HERVE. "Contribution a l'etude des mecanismes de depot de carbone amorphe dans des decharges radiofrequence de methane : spectrometrie de masse des radicaux et modelisation physico-chimique." Paris 11, 1999. http://www.theses.fr/1999PA112341.
Full textAbstract:
Ce travail concerne l'etude des mecanismes de depot de couches minces de carbone amorphe hydrogene a l'aide de decharges radiofrequence (rf) a 13,56 mhz dans le methane ch 4 et le melange ch 4/h 2. Pour caracteriser le flux de ces especes a la surface du substrat un spectrometre de masse, monte sous l'electrode porte-substrat, a ete utilise. La detection des radicaux est realisee par la technique de spectrometrie de masse par ionisation pres du seuil. Ainsi, les densites des radicaux ch 2, ch 3 et c 2h 5 ont ete mesurees dans des decharges de methane. La spectrometrie de masse resolue en post-decharge temporelle nous a permis de determiner les probabilites de perte a la surface des radicaux ch 3 et c 2h 5. Les resultats obtenus montrent que la valeur de la probabilite de perte a la surface diminue en post-decharge en raison de la saturation rapide des sites actifs de chimisorption. Neanmoins, leur contribution aux depots de films de carbone amorphe a ete calculee et comparee avec les vitesses de depot mesurees experimentalement. Un modele de surface nous a permis de montrer que la chimisorption du radical ch 3 passe par une etape intermediaire de physisorption. La seconde partie de ce travail porte sur le developpement et l'exploitation d'un modele numerique de la decharge rf. Le calcul des fonctions sources pour les radicaux a partir des especes moleculaires est realise a l'aide d'un modele electrique fluide a deux dimensions (2d). Les reactions cinetiques en volume, les interactions plasma-surface et la diffusion des radicaux sont traitees par un modele physico-chimique a 2d. La validation des resultats est effectuee par comparaison avec les densites mesurees des radicaux ch 3 et c 2h 5 et les vitesses de depot determinees experimentalement.
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Tranchant, Julien. "Etude de couches minces déposées par pulvérisation magnétron postionisée pour l'ingénierie de contraintes - cas du MoCr et de nano-canaux de carbone." Phd thesis, Université de Nantes, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00347846.
Full textAbstract:
Cette thèse est dédiée à l'étude de couches minces à contraintes contrôlées par pulvérisation magnétron ionisée. Cette technique utilise un plasma secondaire inductif, créé via une spire alimentée en RF (13,56 MHz), pour post-ioniser les espèces pulvérisées, comme le montre l'analyse du plasma par spectroscopie d'émission optique. Ainsi, en agissant sur la pression d'argon, la polarisation du substrat et la puissance RF dans la spire, le flux et l'énergie des ions arrivant sur le substrat peuvent être modifiés, ainsi que les propriétés et la microstructure des films engendrés. Des films de MoCr, matériau utilisé pour la réalisation de MEMS par ingénierie de contraintes, ont été déposés par ce procédé. Leur caractérisation a permis d'établir le lien entre conditions de dépôt et caractéristiques des films, en termes de texture, de taille de cristallites et de microdéformations par DRX, de composition des couches par EDX et de propriétés mécaniques par nano-indentation (dureté et module d'Young, également estimé par DRX en traction). Les contraintes résiduelles des films ont été évaluées par les méthodes de la courbure et du sin²y, et la bonne corrélation avec des observations MET a permis une description des mécanismes responsables des contraintes dans ces films, en établissant le lien entre conditions de synthèse, microstructure, morphologie et état de contraintes. D'autre part, le contrôle des contraintes par ce procédé a été appliqué à l'élaboration et l'optimisation de nano-canaux de carbone amorphe, créés par contrôle des motifs de délamination de films compressifs, en utilisant des substrats comportant des lignes définies par photolithographie comme gabarits.
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Blout, Mohamed Achraf. "Développement de biocathodes pour biopiles enzymatiques utilisant la laccase." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066249/document.
Full textAbstract:
Les biopiles enzymatiques constituent une alternative intéressante de production d'électricité renouvelable. On s'est intéressé dans ce travail au compartiment cathodique d'une biopile utilisant la laccase, une oxydase multi-cuivres, comme biocatalyseur pour la réduction de l'oxygène (ORR) par transfert direct des électrons. Plusieurs stratégies ont été mises en œuvre afin d'optimiser la cinétique de l'ORR sur électrode de graphite. Une des stratégies a consisté à déposer un film mince de nitrure de carbone amorphe (a-CNx) sur le graphite. La présence de groupements amines de surface a ensuite permis le greffage covalent de la laccase. Des groupements carboxyliques peuvent également être introduits par un traitement électrochimique. En alliant plusieurs techniques de caractérisation, notamment des mesures d'impédance, on a démontré que notre système se comporte comme un réseau de microélectrodes. Pour ce type d'électrode on a mesuré une densité de courant maximale de -44,6 µA/cm2. Dans une autre stratégie, la surface du graphite a été nanostructurée par formation de nanowalls de carbone (CNWs) par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma. On a optimisé les conditions du traitement ultérieur de fonctionnalisation de la surface par APPJ en ayant recours à des plans d'expériences, ce qui a permis d'atteindre des densités de courants de l'ordre de -1 mA/cm2. On a également étudié l'orientation et la cinétique de greffage de l'enzyme sur une surface d'or en utilisant la technique PM-IRRASEnzymatic biofuel cells are an attractive alternative for renewable electricity generation. In this work, we are focusing on the cathodic compartment of a biofuel cell using laccase, a multi-copper oxidase, as biocatalysts for the oxygen reduction reaction (ORR) by direct electron transfer of electrons. Several strategies have been used to optimize the kinetic of ORR on graphite electrode. One strategy was to deposit thin film of amorphous carbon nitride (a-CNx) on graphite. The presence of surface amine groups then allowed the covalent grafting of the laccase. Carboxylic groups can also be produced by an electrochemical treatment. By combining several characterisation techniques, especially impedance measurements, we have demonstrated that our system behaves like microelectrodes network. For this type of electrode, we have measured a maximal current density equal to -44,6 µA/cm2. In another strategy, the surface of graphite was nanostructured by forming carbon nanowalls (CNWs) using the plasma-enhanced chemical vapour deposition technique in a CO/H2 microwave discharge. We have optimized then the APPJ functionalization conditions using experiments design. We reached current densities of the order of -1 mA/cm2. We have also studied the orientation and the kinetic of enzyme immobilisation on gold surface using PM-IRRAS technique
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Foulani, André. "Phénomènes d'électroluminescence dans des structures Métal-Isolant-Métal constituées d'un film de carbone amorphe hydrogéné : corrélation avec le gap optique et application à l'étude du transport électrique." Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30285.
Full textAbstract:
Ce memoire traite des phenomenes d'electroluminescence dans des structures metal-isolant-metal (mim) constituees d'un film de carbone amorphe hydrogene (a-c:h). Ces couches sont synthetisees par polymerisation plasma de methane dans un reacteur basse frequence (20 khz), et a temperature ambiante (plasma froid). Les proprietes des films dependent fortement des conditions d'elaboration (c'est a dire la pression de methane dans le reacteur et la puissance de decharge). Les films se caracterisent par la presence d'ilots graphitiques disperses dans une matrice polymere. En fonction de la concentration en graphites, la structure est dite graphitic-like ou polymer-like. Correlativement, le gap optique des couches, calcule a l'aide de la formule de tauc, peut varier de 0,8 ev a 2,4 ev suivant les conditions de depot. La resistivite electrique se situe dans la gamme des 10#9-10#1#4 xcm. Les mesures de courant montrent une evolution du regime de conduction lorsque les films passent d'une structure graphitic-like (15%) a polymer-like (8%). La conduction est limitee par charge d'espace dans les films enrichis de graphite tandis que dans les films polymer-like, le regime de conduction est de type poole-frenkel. Un phenomene d'electroluminescence a ete mis en evidence dans des structures mim constituees d'un film dont le gap optique est situe dans l'infrarouge. Cette emission est due a un phenomene d'electrode. Ce phenomene de surface a ete utilise pour la determination de la mobilite electronique par une methode nouvelle basee sur des mesures resolues en temps. Lorsque le gap optique est situe dans le visible, l'electroluminescence est due aux effets cumules de surface et de matrice. Une emission de volume a ete identifiee dans la gamme des 500-550 nm, c'est a dire dans le vert-jaune. Les experiences de photoluminescence confirment les proprietes d'emission de ces couches. De plus, la contribution de la matrice a l'emission lumineuse est renforcee par un recuit des echantillons
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Rerbal, Kamila. "Etats électroniques localisés dans a-Si1-xCx:H massif et poreux: Spectroscopie IR et photoluminescence." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2004. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00000809.
Full textAbstract:
Dans les semiconducteurs amorphes, les propriétés macroscopiques sont déterminées par les états localisés. La spectroscopie IR photomodulée nous a permis de faire une étude originale des états localisés dans ce matériau. Nous avons étudié l'absorption IR photomodulée de a-Si1-xCx:H. L'analyse des résultats nous a permis de déterminer la largeur de la queue de bande de valence et celle de la queue de bande de conduction séparément. a-Si1-xCx:H dopé au bore peut être rendu microporeux par anodisation dans un électrolyte à base de HF. Sa luminescence est décalée vers le bleu par rapport à celle du massif pour une même concentration en carbone. La caractérisation par spectroscopie IR a révélé un taux de carbone plus élevé dans les couches poreuses que dans le matériau massif correspondant. Cet enrichissement en carbone, dû à la dissolution sélective du silicium lors de l'anodisation a été confirmé quantitativement par SIMS. La variation de la photoluminescence de a-Si1-xCx:H a été mesurée entre 77 et 400K. En utilisant nos résultats de mesures d'absorption IR photomodulée, nous avons pu comprendre la dépendance de la PL avec la température grâce à un modèle.
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Rahoui, Souphiane. "Élaboration et caractérisation de revêtements par voie sol-gel en vue d'applications tribologiques en température." Toulouse 3, 2013. http://thesesups.ups-tlse.fr/2644/.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse portent sur l'élaboration et la caractérisation de revêtements lubrifiants issus de la voie sol-gel déposés sur l'acier inoxydable 15-5PH, pour des applications aéronautiques en température. L'objectif est de rechercher les conditions d'élaboration d'un revêtement composite lubrifiant par la synthèse in situ de carbone amorphe dans une matrice oxyde. La première partie expérimentale de ces travaux présente une étude sur l'influence des conditions de synthèse puis de transformation par traitement thermique du revêtement hybride initial sur ses caractéristiques physicochimiques et structurales. L'investigation de l'évolution de la structure chimique des matériaux déposés par des techniques spectroscopiques (notamment RMN et IR) permet de comprendre les phénomènes se produisant lors des traitements thermiques. Nous exposons notamment quel est l'influence de la température et de l'atmosphère de traitement thermique sur les transformations physico-chimiques des revêtements et sur les réactions de fragmentation, d'oxydation et de recombinaison ayant lieu. Nous montrons ensuite quel est l'effet de l'introduction d'un renfort lamellaire tel que le talc sur ces réactions et sur les caractéristiques physico-chimiques et microstructurales des revêtements. La deuxième partie expérimentale concerne les caractérisations sclérométriques, mécaniques et tribologiques des différents revêtements déposés sur l'acier inoxydable 15-5PH. Nous déterminons les propriétés d'adhérence des revêtements par essais de rayure, ainsi que leurs caractéristiques mécaniques (dureté et module élastique) par nanoindentation et leurs comportements tribologiques par essais en configuration bille/plan avec une contreface en alumine. Des corrélations sont proposées entre les évolutions de la structure chimique et les performances tribologiques des revêtements. Des conditions d'élaboration et de traitement thermique optimales, à 250°C sous air ou à 300°C sous azote, conduisant à la synthèse de carbone amorphe lubrifiant in situ, et associées aux meilleurs comportements tribologiques des revêtements sont ainsi déterminéesThese works focus on the development and characterization of lubricating coatings deposited by sol-gel route on 15-5PH stainless steel, for aeronautic applications at high temperature. The aim of this study is to determine the conditions leading to the development of a composite lubricating coating containing in situ-synthesized amorphous carbon in an oxide matrix. The first experimental part presents a study of the influence of synthesis and thermal treatment conditions on the physicochemical and structural characteristics of the initial hybrid coating. The investigation of the chemical structure evolution of the deposit by spectroscopic techniques (especially NMR and IR) allows the phenomena occurring during thermal treatments to be understood. We explain the influence of thermal treatment temperature and atmosphere on the coatings physicochemical transformations and on the occurring fragmentation, oxidation and recombination reactions. Then, the effect of a lamellar reinforcement as talc particles, on physicochemical microstructural coating properties is studied. The second experimental part of these works deals with the scratching, mechanical and tribological characterizations of different coatings deposited on 15-5PH stainless steel. We determine coating adhesive properties by scratch test as well as mechanical characteristics (hardness and elastic modulus) by nanoindentation technique and tribological behavior with an alumina ball on plane test configuration. Correlations between changes in the chemical structure and coating tribological performances are being proposed. Thus optimal synthesis and thermal treatment conditions are determined, at 250°C in air or at 300°C in N2 gas, leading to the amorphous carbon in situ-synthesis and associated to the best coating tribological behavior
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Antoni, Frédéric. "Etude de l'ablation par laser a excimeres de cibles constituees d'elements de la colonne iv : applications aux depots en couche mince de compose silicium-germanium et de carbone amorphe." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1995. http://www.theses.fr/1995STR13222.
Full textAbstract:
La technique d'ablation laser est appliquee a la realisation de couches minces de compose silicium-germanium et de carbone amorphe. Une description analytique du processus d'ablation montre que la repartition geometrique de la distribution de matiere sur le substrat est de forme elliptique et est independante de la densite d'energie du faisceau laser sur la cible ainsi que de l'element chimique qui la compose. Les couches de compose silicium-germanium presentent une structure cristalline lorsque la temperature du substrat de silicium est egale ou superieure a 500 degres. Cependant, il n'a pas ete possible de mettre en evidence de croissance epitaxiale de ces couches. Les couches de carbone deposees a temperature ambiante presentent des caracteristiques de transparence et de structure qui se rapprochent des materiaux diamantes
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Orlianges, Jean-Christophe. "Optimisation du dépôt par ablation laser de films minces d'alumine et de carbone tétraédrique amorphe pure et dopé; propriétés des couches et intégration dans le fabrication de composants MEMS RF." Phd thesis, Université de Limoges, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006701.
Full textAbstract:
Ce travail consiste en l'optimisation des conditions de dépôt par ablation laser à température ambiante du carbone et de l'alumine. Il se divise en huit parties principales. Le premier chapitre est une présentation du contexte de l'émergence des couches de carbone et d'alumine par ablation laser. le deuxième chapitre décrit les dispositifs expérimentaux et modes opératoires mis en œuvre, qu'ils concernent l'élaboration des films aussi bien que la détermination de leurs propriétés. Les deux chapitres suivants s'intéressent à résoudre les principaux défauts de l'ablation laser à savoir : La projection de particules solides lors du dépôt (chapitre 3) L'inhomogénéité en épaisseur des couches réalisées sur sustrat fixe (chapitre 4) le cinquième chapitre est consacré à l'étude des propriétés structurelles, électriques et mécaniques des couches de ta-C en fonction des conditiond de dépôt. Ce travail s'appuie sur une étude de l'énergie des ions dans le panache plasma (spectroscopie, imagerie résolue temporellement et spectralement) et leur rôle dans la croissance des films de ta-C (analyses Raman, XPS, MET...). le sixième chapitre reprend une étude similaire à ce qui a été présenté dans le chapitre précédent en l'applicant aux couches minces d'alumine par ablation laser. Enfin le dernier chapitre est consacré à l'intégration, dans les composants MEMS RF, des films d'alumine et de ta-C déposés par ablation laser. Ce chapitre rapporte les résultats de la collaboration menée avec l'IRCOM pour réaliser des composants fonctionnels (microcommutateurs RF, filtres accordables ...) à base de couches minces déposées par ablation laser.