Transition isolant-conducteur dans le polyimide Kapton irradié par des ions lourds rapides

par Jean-Paul Salvetat

Thèse de doctorat en Sciences

Sous la direction de Joël Davenas.

Soutenue en 1995

à Lyon 1 .

Le jury était composé de Joël Davenas.


  • Résumé

    Des films minces de polyimide kapton-h ont ete irradies, sous vide, par des ions lourds rapides en regime d'excitations electroniques. Des mesures de conductivite continue et alternative, et de resonance paramagnetique electronique en mode continu, ont mis en evidence une transition isolant-conducteur, se deroulant en quatre etapes. Dans un premier temps, a faible fluence, l'endommagement est concentre dans les traces latentes des ions. Un grand nombre de defauts paramagnetiques est cree. La trace est un milieu moleculaire desordonne, ou la diffusion des spins et des charges reste tres localisee. Son volume est approximativement proportionnel au carre du pouvoir d'arret electronique. Dans la deuxieme etape, un semi-conducteur covalent amorphe, dope par des defauts d'irradiation, est progressivement cree par recouvrement des traces. La conductivite est ohmique a champ faible, suit une loi d'arrhenius en fonction de la temperature, et la dependance en champ fort est de type poole-frenkel. Des amas carbones conjugues se forment egalement sous irradiation dans la matrice degradee. A partir d'une concentration critique, la conduction s'effectue par saut entre les amas conjugues. Les interactions coulombiennes entre les electrons jouent alors un role determinant dans le processus de conduction. Lorsque les liaisons conjuguees s'etendent a l'ensemble du solide, on obtient un bon conducteur desordonne, dont les caracteristiques sont proches d'un polyacetylene fortement dope ou d'un carbone vitreux. L'hypothese de la formation d'un graphite polycristallin est ici exclue. Comme dans de nombreux systemes carbones, riches en liaisons conjuguees, l'oxygene de l'air a un effet important sur la conductivite et le paramagnetisme. On observe notamment une diminution de la densite de spins, et de la conductivite, sous air ou sous oxygene. Cet effet, rarement evoque dans les precedents travaux d'irradiation, est utilise ici comme sonde de la dynamique de spin et de charges

  • Titre traduit

    Insulator-conductor transition in polyimide kapton induced by swift heavy ion irradiations


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  • Détails : 1 vol. (121 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 112-118

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  • Cote : 1995LYO19003
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