Traitement de surface de la matière rugueuse

par Ângela Crespi (Ângela)

Projet de thèse en Physique et chimie de la matière et des matériaux

Sous la direction de Tiberiu Minea et de Daniel Lundin.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Ondes et Matière (2015-.... ; Orsay, Essonne) , en partenariat avec Laboratoire de Physique des Gaz et des Plasmas (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2018 .


  • Résumé

    La modification des caractéristiques de surface de la matière rugueuse est un sujet de recherche exploratoire, à fort potentiel. Deux classes de procédés se présentent : le revêtement en film minces et la gravure superficielle. Le LPGP développe depuis nombreuses années des procédés plasma fonctionnant sur différentes plages de pression, et avec une large diversité des gaz et de matériaux d'électrodes, permettant une grande flexibilité pour les procédés de traitement de surface. A titre d'exemple, récemment, l'équipe Théorie et Modélisation des Plasmas – Décharges et Surfaces (TMP-D&S) qui va encadrer le travail de thèse vient de mettre au point un procédé de croissance épitaxiée par plasma [REF], alors que ce type de structuration de surface était généralement obtenu par des procédés MBE (Molécular Beam Epitaxy). Notons que la vitesse de dépôt des procédés plasma est typiquement 100 fois supérieure à celle des procédés MBE. La méthodologie retenue ici est d'abord d'identifier les propriétés clés recherchées pour la surface. Par la suite, des comparaisons seront faites entre plusieurs plasmas (au moins deux) en termes de propriétés obtenues et aussi en termes d'efficacité. L'approche retenue est analytique passant par la caractérisation poussée du procédé. Nombreuses techniques sont disponibles au laboratoire, à la fois pour le diagnostic du plasma (spectroscopie optique d'émission, absorption laser, sondes et analyseurs d'ions, etc.) et la caractérisation de surface (ellipsométrie, rugosimètre optique 3D, spectrophotomètre, etc.). Le bureau d'études du laboratoire permet d'assister à la conception de nouveaux réacteurs plasma, dédiés au projet. La compréhension et l'optimisation du procédé choisi constitue l'objectif de cette thèse.

  • Titre traduit

    Surface treatment of rough materials


  • Résumé

    Since two decades, LPGP develops various plasma processing systems operating in different pressure ranges and with a large variety of gases and electrode materials, allowing a very wide coverage of surface treatment processes. As a recent example, the TMP-D&S team, that will host the Ph.D. student, has developed a novel epitaxial growth process using plasma processing [REF], although this type of film structuration used to be generally obtained by MBE (Molecular Beam Epitaxy). Note that the growth rate in the plasma process is typically 100 times higher than for MBE. In the present Ph.D. project, the topic concerns modification of surface features of rough materials, even granular, which is a subject with broad perspectives. Two categories of processes are identified: thin film coatings and superficial etching. The methodology planned to be used here is to first identify the key properties required for the surface. The candidate will set up at least two types of plasma discharges and evaluate the efficiency of of each process. The comprehension and the optimization of the chosen process is the aim of this thesis. The approach chosen here is analytical requiring detailed characterization of the process. Many techniques are available in the laboratory, for the plasma diagnostic (optical emission spectroscopy, laser absorption, probes and ion analyzer, etc.) but also for the surface characterization (ellipsometry, optical 3D roughness, spectrophotometry, etc.). The Engineering personnel of the lab will assist the design of the required novel plasma reactors, dedicated to the project.