Academic literature on the topic 'Croissance d'interfaces'

Une interface est une zone de l'espace qui sépare deux régions possédant des propriétés physiques différentes. La plupart des interfaces de la nature résultent d'un processus de croissance, mêlant une composante aléatoire et une dynamique déterministe régie par les symétries du problème. Le résultat du processus de croissance est un objet présentant des corrélations à longue portée. Dans cette thèse, nous nous proposons d'étudier la statistique d'extrême de différents types d'interfaces. Une première motivation est de raffiner la compréhension géométrique de tels objets, via leur maximum. Une seconde motivation s'inscrit dans la démarche plus générale de la statistique d'extrême de variables aléatoires fortement corrélées. A l'aide de méthodes analytiques d'intégrales de chemin nous analysons la distribution du maximum d'interfaces à l'équilibre, dont l'énergie es t purement élastique à courte portée. Nous attaquons ensuite le problème d'interfaces élastiques en milieu désordonné, principalement à l'aide de simulations numériques. Enfin nous étudierons une interface hors-équilibre dans son régime de croissance. L'équivalence de ce type d'interface avec le polymère dirigé en milieu aléatoire, un des paradigmes de la physique statistique des systèmes désordonnés, donne une portée étendue aux résultats concernant la statistique du maximum de l'interface. Nous exposerons les résultats que nous avons obtenus sur un modèle de mouvements browniens qui ne se croisent pas, tout en explicitant le lien entre ce modèle, l'interface en croissance et le polymère dirigé.

Etude de la croissance de couches minces de silicium, germanium et d'alliages silicium-germanium amorphes hydrogenes deposees par decomposition radiofrequence de silane, germane et d'hydrogene. Etude des mecanismes d'initiation de la couche en fonction des conditions de preparation. Analyse de l'influence de la nature du support sur le depot des premieres couches monomoleculaires

Nous etudions la dynamique microscopique de quelques modeles de gaz sur reseau. Nous developpons une equation cinetique pour les probabilites d'occupation locales par une approximation du type champ moyen de l'equation maitresse microscopique. Cette equation, qui a la forme d'une equation de cahn-hilliard generalisee, est ensuite appliquee a l'etude de la dynamique d'interfaces dans des systemes hors de l'equilibre. Nous montrons qu'il est possible d'obtenir de la croissance dendritique dans un simple modele binaire. Nous calculons la tension de surface ainsi que son anisotropie, et nous montrons que celle-ci est le facteur determinant la selection des directions de croissance. Ensuite, nous analysons la dynamique d'interfaces planes. Nous introduisons une approximation continue qui permet d'obtenir des expressions analytiques pour les coefficients cinetiques associes au mouvement de l'interface. Nous etudions l'influence du reseau sur la dynamique et comparons nos resultats a des simulations numeriques. Nous etudions egalement la decomposition spinodale d'un melange binaire par un mecanisme lacunaire. Nos simulations montrent l'existence de modes de surface dans une interface entre un melange instable et une vapeur stable. Ces modes engendrent des structures regulieres aux surfaces de gouttes du melange. Nous calculons les taux de croissance des modes de surface et de volume et nous en deduisons les echelles caracteristiques des structures ordonnees. Finalement, nous presentons quelques resultats concernant la dynamique de grossissement en presence d'une faible quantite de lacunes.

Ce travail consiste en l'étude de films minces de BaxSr1-xTiO3 (BSTO), de bicouches BSTO/Y1Ba2Cu3O7-d (YBCO), de tricouches YBCO/BSTO/YBCO déposés par ablation laser sur substrats monocristallins de MgO. Il se divise en quatre parties principales. Le premier chapitre rappelle les concepts fondamentaux concernant les condensateurs ainsi que les propriétés des matériaux ferroélectriques utilisés. Le second chapitre décrit les dispositifs expérimentaux et modes opératoires mis en œuvre, qu'ils concernent la réalisation de cibles massives, l'élaboration des films ou la détermination de leurs propriétés. L'accent est mis sur l'analyse "in situ" RHEED (Reflexion High Energie Electron Diffraction) qui permet l'estimation de la rugosité de surface et de la qualité cristallographiques et diélectriques des films de BSTO déposés sur substrats monocristallins MgO en fonction des principaux paramètres de dépôt (température, pression d'oxygène, épaisseur). La maîtrise des contraintes à l'interface film/substrat à conduit à l'élaboration de films de BSTO de 900 nm, mono-orientés (00l) présentant des constantes diélectriques de 2000 à 12,5 GHz. Dans le quatrième chapitre nous avons étudié l'insertion de films de BSTO dans des micro-dispositifs radiofréquences (Multicouches pour deux compositions de BSTO x = 0,67 et 0,1). Pour ceci, des condensateurs tricouches YBCO/BSTO/YBCO, conçus pour un fonctionnement à basse température (77 K), sont caractérisés. Enfin, nous présentons l'insertion de films de BSTO amorphes et d'alumine dans des dispositifs MEMS (MicroElectroMechanical Systems)
This work deals with the study of thin BaxSr1-xTiO3 (BSTO), bilayers BSTO/Y1Ba2Cu307-d (YBCO) and trilayers YBCO/BSTO/YBCO films deposited by pulsed laser deposition (PLD) on MgO single crystal substrate. It's divided in four principal parts. The first chapter recalls the essential concepts about capacitors and ferroelectric materials. The second chapter describes experimental devices and processes concerning massive target realization, layers elaboration and characterizations are particularly performed by in situ RHEED system. In the third chapter, the crystallographic and the dielectric properties of the BSTO thin film deposited on MgO single crystal are correlated with deposition parameters (temperature, oxygen pressure, thickness). As example, the control of stress at film/substrate interface leads to 900 nm mono-oriented (00l) BSTO layers with dielectric constant of about 2000 at 12. 5 GHz. In the last chapter, we present the insertion of BSTO thin films in radiofrequency microsystems (Multilayers with two BSTO compositions x = 0. 67 and x = 0. 1). YBCO/BSTO/YBCO trilayers are realized in order to work at liquid nitrogen temperature (77 K). Finally, amorphous BSTO and alumina thin films are used in microwave devices (MEMS MicroElectroMechanical System)

Le rôle des imperfections de surface de matériaux en forme de couches minces est accru à mesure que leur épaisseur décroît. Cependant, le lien entre la formation de ces imperfections et la nature du substrat de dépôt en jeu est un fait abondamment souligné dans la littérature. Son intérêt devient majeur à l'ère de la miniaturisation intensive des systèmes modernes d'application industrielle. Les couches minces électrodéposées de nickel possèdent une grande variété de morphologies de surface, suivant les conditions d’élaboration et le substrat de dépôt. A cet effet, le microscope à force atomique nous a permis d'étudier la morphologie (aspect qualitatif) et la topographie (aspect quantitatif) de surface des couches de nickel élaborées par Chronoampérométrie et Voltampérométrie cyclique à travers notamment les paramètres statistiques que sont la rugosité RMS et le diamètre moyen des grains de nickel, qui donnent respectivement une information verticale et horizontale sur la topographie de la surface. A travers ces paramètres, nous avons pu, d'une part, présenter l'évolution de la topographie de surface en fonction des conditions d’élaboration (la densité de courant et la vitesse de balayage en potentiel) et d'autre part, étudier la fractalité (étude dynamique à travers la loi de Family-Viscek) et le mode de croissance (étude analytique à travers l’équation de KPZ) des couches électrodéposées de nickel. Par ailleurs, nous avons montré que les caractéristiques ferromagnétiques macroscopiques (champ coercitif et aimantation rémanente et à saturation) de ces couches étaient influencées non seulement par leur épaisseur (contribution volumique) mais également par leur topographie (contribution surfacique) via la rugosité RMS et la taille des grains. De même, la topographie a un profond impact sur le processus de retournement de l’aimantation ainsi que sur la configuration magnétique locale des couches minces de nickel. En effet, leurs structures en domaines évoluent, sur chacun des substrats, avec l’épaisseur, la rugosité et la taille des grains de nickel
The role of surface irregularities on material thin films is enhanced while decreasing their thickness value. However, the dependence of their formation on the chemical nature of the film deposition substrate is not sufficiently investigated. This dependence becomes of prime interest in modern application fields associated with the intensive miniaturization trend. Nickel electrodeposits exhibit several morphologies according to the experimental setup and the substrate. Thus, the atomic force microscopy enabled us to study morphologies (qualitative aspect) and topographies (quantitative aspect) of nanostructured nickel thin films of nickel worked out by Chronoamperometry and cyclic Voltametry through statistical parameters such as root mean square roughness (RMS) and the nickel grains mean diameter, which respectively give vertical and horizontal information about surface’s topography. Through these parameters, we could, on the one hand, point out the changes of the surface topography according to the experimental setup (current density and scanning rate during cycling) and on the other hand, study the fractality (dynamic study lead according to the Family-Viscek law) and the growth mode (analytical study through the KPZ equation) exhibited by the nanostructured thin nickel films on the substrates used in this work. In addition, we showed that the macroscopic ferromagnetic properties (coercitive and saturation fields, remanent magnetization) of these thin nanostructured nickel films were influenced both by their thickness (voluminal contribution) and their topography (surface contribution) according to the root mean square roughness RMS and the grains size. In the same way, topography has a deep impact on both magnetization reversal process and local magnetic configuration of nanostructured nickel thin films. Indeed, their domain walls show structures evolving, according to both the substrate and experimental setup, with the thickness, the roughness and the nickel grains size

Cette thèse présente des travaux concernant des phénomènes d'invasion tumorale, aux échelles tissulaire et cellulaire. La première partie est consacrée à deux modèles mathématiques continus. Le premier est un modèle macroscopique de croissance d'un cancer du sein qui se focalise sur la description du passage du stade in situ au stade invasif. Basé sur des équations d'advection d'espèces cellulaires, il tient compte de la géométrie et de l'éventuelle dégradation des tissus, dans le cas où la tumeur produit des enzymes protéolytiques qui permettent l'invasion. Le second modèle concerne le phénomène d'invadopodia, à l'échelle de la cellule. C'est un problème d'interface mobile qui décrit le changement de morphologie des cellules pré-métastatiques qui leur permet de dégrader les tissus pour migrer dans le reste de l'organisme. Chacun de ces deux modèles tient compte des couplages forts inhérents au phénomènes biologiques en jeu.La seconde partie est consacrée aux méthodes numériques développées pour résoudre ces deux problèmes et surmonter les difficultés liées aux couplages et non linéarités. Elles sont construites sur grille cartésienne uniforme, à partir des différences finies et d'une version stabilisée de la méthode Ghost fluid. Leur particularité est de tirer pleinement parti des propriétés de superconvergence de la solution du problème de Poisson, spécifiquement étudiées afin d'aboutir à la résolution des problèmes de cancer du sein et d'invadopodia à l'ordre un ou deux, en fonction de la précision désirée. Cesméthodes peuvent également être utilisées pour résoudre d'autres problèmes d'interface mobile
In this thesis, we present a study about phenomena of tumor invasion, at the tissues and cell scales.The first part is devoted to two continuous mathematical models. The first one is a macroscopic model for breast cancer growth, which focuses on the transition between the stage in situ and the invasive phase of growth. This model is based on advection equations for cellular species. The geometry and possible tissue damage are taken into account. Invasion occurs when the tumor cells produce proteolytic enzymes. The second model deals with the phenomenon of invadopodia, at the cell scale.This is a free boundary problem, which describes the change in morphology of pre-metastatic cells,enabling them to degrade the tissues and migrate into the rest of the body. Each of these models reflects the strong coupling of biological phenomena.The second part is devoted to numerical methods specifically developed to solve these problems and overcome coupling and nonlinearities. They are built on uniform Cartesian grids, thanks to the finite difference method, and a stabilized version of the Ghost fluid method. Their peculiarity is to take full advantage of superconvergence properties of the Poisson problem solution. These properties are specifically studied, leading to the first or second order numerical computation of the problems ofbreast cancer and invadopodia, depending on the desired accuracy. These methods can also be used to solve other free boundary problems

Les matrices de microélectrodes sont des puissants outils de recherche pour les neurosciences. Elles sont utilisées aussi bien pour les études fondamentales de la compréhension des échanges d'informations au sein de réseaux neuronaux que pour la réalisation de neuroprothèses. L'optimisation de ces systèmes demande la mise au point de microélectrodes biocompatibles et de faible impédance électrochimique. Les nanotubes de carbone et le diamant sont deux matériaux utilisés pour atteindre ces objectifs. Dans ces travaux de thèses ces derniers sont couplés pour bénéficier de leurs excellentes propriétés. Ce travail se divise en trois grands axes. Le premier consiste à développer une nouvelle méthode d'ancrage des nanotubes de carbone en enterrant leur base dans du diamant nanocristallin. Ce fort ancrage a pour but d'éviter toute dispersion des nanotubes pouvant conduire à des problèmes de toxicité . Dans un deuxième temps, des matrices de microélectrodes entièrement constituées de diamant ont été réalisées. Leurs propriétés électrochimiques ont été comparées à celle de microélectrodes recouvertes de nanotubes. Enfin des études préliminaires de la biocompatibilité du diamant nanocristallin et des nanotube de carbone ont été menées in-vivo et in-vitro.