Evolution de la microstructure et des propriétés mécaniques de films minces de TiN obtenus par évaporation réactive sous assistance ionique, en fonction de l'intensité et de l'incidence du faisceau d'ions

par Lukas Alberts

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de P. MOINE.

Soutenue en 1995

à Poitiers .


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  • Résumé

    La technique de deposition assistee par faisceau ionique (ibad) de films minces est idealement adaptee a l'etude des phenomenes physico-chimiques regissant la croissance de ces derniers. Si la plupart des mecanismes de croissance sont connus, la comprehension de leurs interactions et synergies n'est pas encore parfaite. Des caracteristiques microstructurales interessantes de films minces de nitrure de titane (d'epaisseur 1 m) ont ete obtenues par bombardement de 12 kev d'ions ar durant l'evaporation de titane sous atmosphere reactive d'azote. Sous incidence normale de bombardement, un changement d'orientation preferentielle de croissance de (111) vers (100) est observe lorsque l'intensite du faisceau ionique est augmentee. Parallelement, la stchiometrie du compose est amelioree, les contraintes residuelles passent de la tension a la compression, des ions ar sont incorpores et la couleur est modifiee du brun vers le jaune-or. Les techniques utilisees pour les analyses sont: aes, rbs, nra, xrd (classique et figures de poles), sem et tem. En variant l'angle d'incidence du bombardement, les memes comportements sont observes. Des analyses detaillees de figures de poles permettent de suivre l'evolution de la texture des films en fonction de l'angle et de l'intensite de l'irradiation ionique. La direction cristallographique 100 du reseau nacl du tin est orientee parallelement a la direction du faisceau d'ions aux fortes intensites d'irradiation. En augmentant l'incidence, la direction 110 s'oriente aussi parallelement au faisceau. A 55 d'incidence, seule la direction 110 reste parallele au faisceau et la microstructure presente une orientation biaxiale complete sur un substrat amorphe (donc sans epitaxie). Cet echantillon realise a 55 d'incidence s'amollit avec l'augmentation de l'intensite de bombardement, contrairement aux echantillons realises sous 0, 15 et 40 d'incidence ou la durete et le module d'young augmentent avec l'intensite. Ces proprietes mecaniques ont ete determinees par indentation. Les films de tin realises par ibad sous forte incidence constituent egalement une meilleure protection contre la corrosion. Les resultats sont discutes en termes de changements de micro et picostructures engendres par l'irradiation ionique qui modifie les conditions de croissance (pulverisation preferentielle, canalisation ionique, anisotropie des energies elastique et de surface)

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Informations

  • Détails : 1 vol. ([5], 119 p.)
  • Annexes : 180 réf. bibliogr

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  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 95/POIT/2253
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