Thèse soutenue

Relation microstructure et propriété mécanique des films de ZrO2 obtenus par MOCVD
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Auteur / Autrice : Zhe Chen
Direction : Vincent Ning Ji
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance le 28/09/2011
Etablissement(s) : Paris 11
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Chimie de Paris-Sud (Orsay, Essonne ; 2006-2015)
Partenaire(s) de recherche : Institut : Institut de chimie moléculaire et des matériaux d’Orsay (Orsay, Essonne ; 2006-....)
Laboratoire : Laboratoire d'étude des matériaux hors équilibre (Orsay)
Jury : Président / Présidente : Pascale Foury-Leylekian
Examinateurs / Examinatrices : Vincent Ning Ji, Pascale Foury-Leylekian, Manuel François, Pierre-Olivier Renault, Marie-Hélène Mathon, Nathalie Prud'homme, Gang Ji
Rapporteurs / Rapporteuses : Manuel François, Pierre-Olivier Renault

Résumé

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Les films de ZrO2 pur sont déposés par MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) en variant de nombreux paramètres du processus. L’influence des conditions de dépôt sur l’évolution de la microstructure (morphologies, structure cristalline/phase, texture et contrainte résiduelle) a été étudiée et clarifiée. Par des analyses approfondies des résultats expérimentaux, trois mécanismes typiques de croissance de dépôt de ZrO2 ont été proposées. Les contraintes de croissance de compression sont en relation directe avec la diffusion atomique et la quantité d’espèces piégées dans les films. La formation de la texture cristallographique est complexe et deux types de textures ont été analysées dans la phase tétragonale : la texture de fibre {1 1 0}t est contribuée par l’effet superplastique des nano-cristallites de ZrO2 et par la contrainte de croissance de compression ; tandis que la morphologie en facette est due à la croissance concurrentielle de différents plans cristallographiques. La stabilisation de la phase tétragonale de ZrO2 a été analysée et discutée. En plus de la taille critique des cristallites, la stabilisation de la phase tétragonale est favorisée par deux autres mécanismes : la grande quantité des défauts cristallins et la morphologie des cristallites.