Synthèse par PECVD et caractérisation de nanotubes de carbone orientés

par Sébastien Point

Thèse de doctorat en Science des matériaux. Plasma - couches minces et nanostructures

Sous la direction de Agnès Granier et de Tiberiu Minea.

Soutenue en 2005

à Nantes .


  • Résumé

    Ce travail est consacré à l'étude de la synthèse de nanotubes de carbone (NTC) orientés par plasma froid basse pression excité par résonance cyclotronique électronique (ECR PECVD). Ces travaux portent également sur la caractérisation structurale et physico-chimique des NTC. Les paramètres explorés sont la nature des catalyseurs (Ni, Fe, Pd) déposés par pulvérisation plasma (PVD), la température du substrat, la composition du gaz plasmagène (C2H2/NH3 ou C2H2/H2). Ce procédé ECR PECVD permet la synthèse de NTC dès 550°C. La microscopie électronique à balayage et à transmission (MEB, MET) renseigne sur la vitesse de croissance et l'orientation des NTC. L'analyse de l'environnement chimique (XPS, XANES et EELS) révèle l'incorporation d'azote dans la structure des NTC synthétisés en C2H2/NH3 et indique les configurations les plus probables. Enfin, des nanofibres de carbone amorphe ont été obtenues à température ambiante en associant un plasma ECR d'acétylène et une source d'atomes d'azote.


  • Résumé

    This work concerns the synthesis of oriented carbon nanotubes (CNT) using a low pressure microwave plasma excited by electron cyclotron resonance (ECR PECVD). The CNT structure and chemical environment are studied as a function of the nature of the metallic catalyst (Ni, Fe, Pd) deposited by plasma sputtering (PVD), of the substrate temperature and of the composition of the gas mixture (C2H2/NH3 or C2H2/H2). This ECR PECVD process allows the growth of oriented CNT from 550°C. Information on the deposition rate and the structure of CNT are provided by scanning (SEM) and transmission (TEM) electron microscopy analyses. XPS, XANES and EELS analyses show that nitrogen is incorporated into the CNT walls when C2H2/NH3 plasma is used. As well, the dominant nitrogen environment was characterized. In addition, carbon nanofibers have been obtained at room temperature by associating to ECR acetylene plasma a nitrogen atom source.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (211 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 201-211

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2005 NANT 2024
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