Préparation et étude de nanostructures 1D de nitrure d'aluminium fabriquées par électrofilage

Preparation and study of AIN nanostructures obtained by electrospinning

• Auteur / Autrice : Tony Gerges
• Direction : Arnaud Brioude, Gabriel Ferro, Vincent Salles
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux
• Date : Soutenance le 11/12/2014
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne ; 1992?-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Multimatériaux et Interfaces (1995-....) - Laboratoire des Multimatériaux et Interfaces
• Jury : Président / Présidente : Elisabeth Blanquet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Daniel Guyomar, El Hadj Dogheche
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Elisabeth Blanquet, Laurence Schacher

Mots clés

Mots clés contrôlés

Semiconducteurs

Nitrure d'aluminium

Nanostructures

Mots clés libres

AlN

Nanofilaments

Électrofilage

Coextrusion

PDC

AlN

Nanofilaments

Electrospinning

Coextrusion

PDC

Résumé

Les nanostructures 1D d'AlN promettent des nouvelles applications dans la technologie des semi-conducteurs, des antennes optiques et des résonateurs nanomécaniques. Elles peuvent également aboutir à l'évolution de nouveaux composants d'instrumentation. Cette étude explore deux voies originales pour élaborer des nanofilaments d'AlN en procédant à la mise en forme par électrofilage couplée à un procédé d'élaboration de céramique. Deux stratégies d'élaboration peuvent être considérées selon que le système initial contient de l'oxygène ou non. La maîtrise des conditions de mise en forme (paramètres d'électrofilage) ainsi que l'optimisation des solutions utilisées (teneur en polymère et en précurseur) et des traitements thermiques, ont permis d'obtenir des filaments de taille submicronique (entre 100 nm et 400 nm), ainsi que des tubes d'une grande pureté chimique et stables sous air jusqu'à 550°C. Il est démontré que la qualité des nano-objets d'AlN dépend de leur méthode de fabrication. L'étude basée sur deux méthodes de fabrication, l'une sous air et l'autre sous atmosphère contrôlée, permet de présenter les avantages et les inconvénients de chacune de ces deux approches, la première étant dite « low-cost » par rapport à la seconde

One-dimensional (1D) AlN nanostructures promise the achievement of new applications in semiconductor technology, optical antennas and nanomechanical resonators. They can also lead to the development of new components for instrumentation. This study explores two original methods to elaborate AlN nanofilaments performing shaping by electrospinning, coupled to a process for producing ceramic. Two strategies can be developed depending on whether the initial system contains oxygen or not. The control of the conditions of shaping (electrospinning parameters) and the optimization of the used solutions (polymer content and precursor) and heat treatments, allowed the obtainment of submicron sized filaments (between 100 nm and 400 nm), as well as tubes with a high chemical purity, and stable in air up to 550 °C. It is demonstrated that the quality of the AlN nano-objects depends on their method of elaboration. The study of the two used methods, one in air and the other under controlled atmosphere, can show the advantages and disadvantages of each of these two approaches, the first being "low-cost" comparing to the second