Diagnostics in-situ de plasmas C-H-O : modélisation cinétique, élaboration et caractérisation de couches minces de diamant et de nanopoudres

par Thomas Gries

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de Lionel Vandenbulcke.

Soutenue en 2008

à Orléans .


  • Résumé

    Ce travail a pour but d’optimiser le procédé de dépôt de couches de diamant sur alliage de titane. Les principaux objectifs portent sur le contrôle du procédé, le contrôle des caractéristiques finales des films et les corrélations entre les deux. Une étude fondamentale de caractérisation des plasmas utilisés pour la croissance des couches a d’abord été menée par différentes techniques : interférométrie micro-onde, doubles sondes de Langmuir et spectroscopie optique d’émission. A partir des variations des paramètres plasma, une modélisation cinétique du système en écoulement a été réalisée. Elle permet le calcul des concentrations des espèces stables et radicalaires présentes dans le plasma en fonction des paramètres externes contrôlés. Ces résultats sont comparés aux concentrations déterminées précédemment par spectrométrie de masse avec prélèvement par faisceau moléculaire. L’ensemble permet une meilleure connaissance du mécanisme de dépôt et une compréhension des voies possibles d’optimisation du procédé. Une modification du procédé a été étudiée pour réaliser une renucléation à la surface pendant la croissance par l’utilisation de plasmas poudreux. Ces plasmas poudreux ont permis une synthèse nouvelle de nanoparticules de carbone de structures variées dans le plasma. Toutes ces études sont destinées à obtenir des films de caractéristiques optimales dont l’adhérence est un paramètre essentiel. Une évaluation des contraintes finales dans les films après des tests de traction a été effectuée par spectroscopie Raman polarisé. Les fortes contraintes calculées par deux modèles originaux confirment la très bonne adhérence des couches de diamant sur alliage de titane.

  • Titre traduit

    In-situ diagnoses of C-H-O plasmas : kinetic modelling, elaboration and characterization of diamond thin films and nanopowders


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Informations

  • Détails : 1 vol. (308 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 295-308

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  • Bibliothèque : Université d'Orléans. Service commun de la documentation.Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 19-2008-20
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