Etude des couches minces de carbone preparees par la technique de deposition par laser pulse

par XAVIER DIAZ

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de S. FERRER.

Soutenue en 1995

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    Le but de cette these est l'etude des parametres physiques qui font varier les proprietes electroniques et mecaniques des couches minces de carbone amorphe (a-c) evaporees par la technique de deposition par laser pulse (pld). Tout d'abord, on a fait des experiences pour connaitre le systeme experimental: on a etudie la composition du materiau evapore et la cinetique de deposition des particules sur la surface de si (111) 7x7. Cette derniere a ete observe a l'echelle atomique avec un microscope a effet tunnel dans l'ultra vide. Dans une deuxieme partie, on a caracterise les depots de a-c. Ces films ont une densite entre 2. 45 g/cm#3 et 2. 8 g/cm#3 et une durete jusqu'a 50 gpa. Ils sont semiconducteurs avec un gap optique de 0. 3 ev et une resistivite electrique de 10#5 cm. Ces proprietes sont degradees si l'energie cinetique des particules evaporees est diminuee. L'analyse physico-chimique de ces couches minces a ete faite en utilisant les spectroscopies de photoemission (xps et ups), d'absorption des rayons x (nexafs) et raman. Cette analyse revele que ces couches sont constituees par des atomes de carbone hybrides sp#2 et sp#3. La proportion des liaisons sp#3 par rapport aux liaisons sp#2 est de 40% pour les couches dures (45 gpa) et 25% pour les moins dures (22 gpa). Les resultats nexafs obtenus en detection d'electron et en fluorescence semblent indiquer un gradient de densite du materiau, celle-ci augmentant de la surface vers le volume. Finalement, la similitude observee entre les spectres raman de films de a-c avec des duretes semblables mais des gap optiques radicalement differents indiquent que la spectroscopie raman est plus sensible a l'organisation structurale qu'aux proprietes electroniques des depots de a-c

  • Titre traduit

    Study of amorphous carbon thin films grown by pulsed laser deposition


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Informations

  • Détails : 152 P.
  • Annexes : 191 REF.

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