Synthèse de différentes phases de carbone par démixtion de solutions hors d'équilibres de carbone dans le cuivre obtenues par implantation ionique ou copulvérisation

par Thierry Cabioc'h

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de J.-P. RIVIERE.

Soutenue en 1996

à Poitiers .


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  • Résumé

    Afin d'elaborer des couches minces de diamant, nous avons effectue deux types d'experiences originales de melange des elements immiscibles c et cu. Le cuivre possedant un parametre de maille proche du diamant, la synthese de diamant heteroepitaxie au cuivre etait attendue au cours de la demixtion qui intervient par diffusion a l'etat solide: le premier type d'experiences consiste a implanter une forte dose (5. 10#1#7 cm#-#2) d'ions c#+ de 120 kev dans des substrats de cuivre polycristallins portes a haute temperature (700c a 1000c). A l'issue de ces experiences on observe en surface des substrats un film mince de carbone qui est compose: d'une couche de graphite turbostratique dont la texture varie avec la temperature et le flux des ions implantes. Nous proposons que cette couche se forme tout d'abord dans le volume du cuivre puis apparait a la surface, le cuivre se pulverisant rapidement aux temperatures elevees. D'oignons de carbone qui sont constitues de couches de carbone spheriques imbriquees. Ils presentent souvent une sphericite remarquable et possedent une large distribution en taille (20-1000nm). Ces entites se formeraient a la suite de decharges electriques qui interviennent dans une couche de carbone isolante de surface. Dans la deuxieme experience de melange, nous pulverisons une cible de graphite-cuivre pour obtenir des couches de c-cu. Il s'avere qu'une demixtion intervient en cours de depot par un mecanisme de diffusion superficielle. Il s'ensuit la formation de precipites de cuivre de distribution spatiale tres homogene au sein d'une matrice de carbone plus ou moins graphitique. Ces experiences montrent un fort effet catalytique du cuivre sur la graphitisation du carbone a basse temperature (20c-300c). A l'issue de ces deux types d'experiences, la formation de diamant n'est jamais observee et nos travaux montrent que les proprietes de l'interface c-cu sont defavorables a cette formation

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Informations

  • Détails : 1 vol. (142 p.)
  • Annexes : 174 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 96/POIT/2259
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