Etude de la diffusivite thermique de couches de diamant polycristallin par des methodes photothermiques

par KARSTEN PLAMANN

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de D. FOURNIER.

Soutenue en 1995

à Paris 6 .

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  • Résumé

    L'objectif de ce travail a ete developper des methodes fiables, sans contact et non destructives de mesure de la diffusivite thermique d'echantillons de diamant polycristallin et de mettre en evidence des correlations entre ce parametre physique et les qualites intrinseques mesurees par spectroscopie raman et de luminescence. Pour determiner les proprietes thermiques des diamants, nous avons utilise deux methodes photothermiques: a l'echelle macroscopique, la methode que nous avons employee est la detection par effet mirage qui mesure la deviation d'un faisceau laser associee a la modification de l'indice de refraction par le champ thermique photoinduit. L'instrument ainsi realise est limite par le bruit de photons. A l'echelle locale, la microscopie photothermique mesure la modification de la reflectivite de surface en fonction de la temperature. Actuellement, il est possible d'effectuer une mesure de diffusivite thermique sur une surface d'environ 10x10 um2. Pour modeliser la conduction de la chaleur en regime module, nous avons developpe un formalisme matriciel, particulierement interessant pour les materiaux en couches. Nos mesures macroscopiques ont mis en evidence la presence d'une couche de basse diffusivite cote substrat dans la plupart des couches. L'etude d'une serie de membranes minces de diamant a demontre l'existence d'un fort gradient de diffusivite thermique dans ces couches qui a pu etre correle avec la microstructure et la qualite raman. Apres l'examen d'un grand nombre d'echantillons la meilleure correlation entre la diffusivite thermique et un parametre physique pertinent trouvee est celle reliee au contenu en phase de carbone sp dans le film. Nous avons egalement effectue des mesures microscopiques sur un echantillon de diamant monocristallin et dans les grains d'un echantillon polycristallin. Le dernier chapitre a ete consacre a une etude comparative de differentes methodes de mesures thermiques, mettant en evidence les limitations intrinseques de chacune d'entre elles


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Informations

  • Détails : 271 P.
  • Annexes : 242 REF.

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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1995
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