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

par NATHALIE FOURCHES

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Guy Turban.

Soutenue en 1993

à Nantes .


  • Résumé

    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<v#b<800 v) et de type graphitique (pour v#b>800 v). Ces films different par leur taux d'hydrogene, leur rapport d'hybridation sp#3/sp#2, ce qui conditionne, entre autres, leurs proprietes optiques et electroniques. Afin de resoudre les problemes d'adhesion a-c:h/substrat une etude de l'interface a ete effectuee par ellipsometrie in-situ, spectrometrie de photoelectrons x, spectrometrie de masse d'ions secondaires (sims) et microscopie electronique. Nous avons montre que la nature du substrat conditionne l'etape de pre-traitement du substrat. Le pre-traitement peut servir a changer la morphologie superficielle du substrat, sa composition chimique superficielle et/ou a greffer des fonctions chimiques particulieres. Ainsi, la formation de carbures ou de pontages oxygenes a l'interface visant a ameliorer l'adhesion, sera favorisee lors de l'etape de pre-traitement. Ces liaisons seront effectivement creees lors de la protection de fibres optiques de verre fluore et de pierres semi-precieuses par un revetement de a-c:h


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Informations

  • Détails : 190 P.
  • Annexes : 187 REF.

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 93 NANT 2054
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