Contribution a l'etude de la diffusion d'impuretes metalliques dans un film polymere (kapton) sous et hors irradiation

Contribution to the study of metallic impurities diffusion in a polymer film (kapton) under and out of irradiation

• Auteur / Autrice : NICOLAS MARIN
• Direction : Y. SERRUYS
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

L'objet de cette etude est le comportement de diffusion dans le film polymere kapton, en l'absence et en presence d'irradiation aux ions, de metaux de reactivite differente (cuivre, nickel, titane) a partir de couches elaborees par pulverisation ionique. L'analyse des profils de diffusion est realisee par retrodiffusion rutherford. Celle-ci, etroitement couplee a l'observation par microscopie electronique en coupe transverse, permet de relier le comportement de diffusion a la structure microscopique de l'interface metal/kapton. D'un point de vue general, l'etude sous recuit thermique montre l'importance des particularites des polymeres commerciaux sur le comportement de la diffusion metallique. Notamment la presence d'additifs est susceptible de modifier les caracteristiques de la surface et donc la diffusion. Ainsi, a la difference de ce qui a ete vu dans les polyimides modeles, nous montrons que les metaux meme faiblement reactifs ne diffusent pas au sein du kapton. Egalement, il existe un seuil d'energie des ions ar#+ utilises pour la pulverisation a partir duquel la couche de cuivre devient tres stable et repond donc aux exigences de l'industrie. L'etude sous irradiation met en evidence la diffusion du cuivre sous irradiation, qui se traduit par sa dispersion au sein du polymere modifie sous forme d'amas spheriques de rayon moyen 15 nm. Nous montrons que cette diffusion rapide resulte de l'effet concomitant des collisions nucleaires et de la temperature. Cet aspect de la question est egalement l'occasion de reveler les effets spectaculaires induits dans le kapton par irradiation, notamment la perte des elements les plus volatils (h, n, o) qui s'accompagne d'un tres fort changement des proprietes mecaniques et optiques du film. D'un point de vue methodologique, cette etude met en evidence la forte ambiguite dans l'interpretation des spectres rbs causee par la distorsion due a une heterogeneite laterale, et propose un modele donnant acces a la distribution statistique de la propriete non-uniforme de la cible