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Cette thèse s'intéresse, à la diffraction d'ondes électromagnétiques par un matériau ferromagnétique obéissant à la loi non-linéaire de Landau-Lifshitz, et comporte trois parties. On étudie dans la première partie le problème de Cauchy formé par le système de Maxwell et la loi de L.L. On y montre l'existence et l'unicité des solutions fortes en 2D. La deuxième partie traite le problème de diffraction par un revêtement ferromagnétique de faible épaisseur. La couche mince est remplacée par des conditions aux limites équivalentes, obtenues via un développement asymptotique par rapport à l'épaisseur et permettant un calcul approchée de la solution. La stabilité (ou instabilité) de ces conditions est analysée dans le cas général mais l'étude de l'erreur pour le problème non-linéaire n'a été faite que pour le modèle 1D. On propose et on étudie ensuite deux schémas de discrétisation en temps. L'intérêt pratique de ces conditions équivalentes a été mis en évidence par des expériences numériques 1D et 2D. La troisième partie est consacrée à l'homogénéisation d'un milieu ferromagnétique périodique. Le modèle homogénéisé est présenté dans le cas général et comprend une loi non linéaire micro-macro non locale. La convergence double échelle est montrée dans le cas laminaire. Le procédé d'homogénéisation est également validé numériquement dans ce cas.

This work deals with the synthesis, the physico-chemical and mechanical caracterisation of coatings obtained by cathodic magnetron sputtering of a metallic austenitic stainless steel target in different argon - reactive gas (nitrogen, methan or oxygen) mixtures. The metastable solid solutions which are nitrogen, carbon or oxygen supersatured, as weIl as the ceramic compound of oxide type (Fe, Cr, Ni)3 O4, with their different crystalline or amorphous structures are studied by means of the main diffraction techniques of structural analysis and physical methods of chemical analysis. The second part of this work aims to point out the complete mechanical properties of the different coatings and composite (coating + substrat). The intrinsic properties of the different coatings were first studied in relation with the elaboration parameters and structural properties. Vickers indentation as well as single pass and triboscopic multipass scratch testing were then performed on the three type of N, C, O doped coatings, in order to establish a relation between the brittleness or ductility and the tribological behaviour (friction, wear)., Ce travail porte sur la synthèse ainsi que la caractérisation physico-chimique et mécanique de revêtements métalliques et céramiques, obtenus par pulvérisation cathodique magnétron d'une cible métallique d'acier inoxydable austénitique dans des plasmas réactifs argon-azote, argon-méthane ou argon-oxygène. Les solutions solides métastables sursaturées en azote, carbone ou oxygène ainsi que le composé céramique de type oxyde (Fe, Cr, Ni)3 O4 avec leurs différentes variétés cristallines ou amorphes sont étudiés par les principales techniques d'analyse structurale par diffraction et méthodes physiques d'analyse chimique. La seconde partie de l'étude est consacrée à la caractérisation mécanique complète à la fois des différents revêtements et des composites (dépôt + substrat). Dans un premier temps, les propriétés intrinsèques des couches sont étudiées et reliées aux paramètres d'élaboration ainsi qu'aux propriétés structurales et microstructurales. La mise en oeuvre des tests d'indentation Vickers sous forte charge, de rayure monopasse et multipasses, permet ensuite de définir le caractère fragile ou ductile des couches dont dépend le comportement tribologique du composite (frottement, usure).

Non disponible/Not available, Ce travail concerne l'étude de couches minces de silicium amorphe hydrogéné et d'oxyde de silicium préparées par évaporation sous vide. Ces matériaux sont respectivement élaborés par évaporation de silicium sous un flux d'ions hydrogène et par évaporation de poudre de SiO. La méthode de préparation du silicium amorphe hydrogéné permet de contrôler de nombreux paramètres de dépôt. La température du substrat, l'énergie des ions hydrogène et la composition du plasma sont étudiées. La stabilité de l'hydrogène ainsi que sa localisation sont étudiées par spectrométrie de désorption thermique et par spectrométrie d'absorption infrarouge. Il est montré que la température du substrat modifie considérablement le mode d'incorporation de l'hydrogène et que l'énergie des ions est un facteur important permettant de densifier la structure du matériau. Les matériaux obtenus sont photoconducteurs et une bonne stabilité de la photoconductivité sous un éclairement prolongé est obtenue dans le cas des matériaux ayant une structure dense dans laquelle l'hydrogène, lié sous forme de monohydrides, est très stable. Les films d'oxyde de silicium présentent le phénomène de photoluminescence dans le domaine spectral visible. La caractérisation structurale et optique de ces matériaux est effectuée afin d'expliquer l'émission de photons. L'influence de la stoechiométrie et des recuits thermiques est étudiée. La spectrométrie d'absorption infrarouge ainsi que l'effet Raman permettent de mettre en évidence l'apparition de grains de silicium dans une matrice d'oxyde de silicium pour des recuits à des températures croissantes. Les mesures optiques sont interprétées en considérant l'existence de deux phases distinctes. L'étude structurale permet de déterminer les fractions volumiques de silicium et d'oxyde de silicium dans le matériau ainsi que la composition de la phase d'oxyde. L'énergie des photons émis ainsi que celle du gap optique sont des fonctions décroissantes de la fraction volumique de silicium pur présent dans le matériau. Le modèle du confinement quantique des porteurs dans des grains de silicium amorphe ayant une dimension caractéristique égale à quelques dizaines d'angströms permet d'expliquer les résultats obtenus.

No english abstract, Ce travail concerne la modification de la sélectivité de couches minces de dioxyde d'étain par l'ajout de couches superficielles en vue de la réalisation de microcapteurs de gaz. Une partie de cette étude a été consacrée à la caractérisation des différentes couches, essentiellement par la diffraction des rayons X sous incidence rasante en raison des faibles épaisseurs étudiées. Les couches minces de dioxyde d'étain sont élaborées soit par évaporation réactive soit par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Quant aux couches superficielles, elles ont été choisies soit pour leur action catalytique vis-à-vis de certains gaz (cas des couches de platine, de palladium ou de rhodium) soit pour leur pouvoir de filtration comme les couches de silice. Dans une seconde partie, les performances électriques des couches de dioxyde d'étain modifiées par les couches superficielles ont été évaluées sur un banc de test. Il s'agit de suivre les variations de conductance sous gaz (éthanol, monoxyde de carbone, méthane, oxydes d'azotes) en fonction de la température. Il a été ainsi mis en évidence le rôle catalytique de certains matériaux, ce qui a permis d'obtenir des couches plus sélectives pour un gaz donné. Enfin, cette étude a abouti à la réalisation de microcapteurs de gaz dans lequel l'élèment sensible se trouve sous forme de couche mince.

Not available, Le test de rayure classique, très répandu pour déterminer la tenue mécanique (cohésion, adhésion) de matériaux revêtus, fait appel à des rayures importantes entrainant des déformations plastiques du composite dans son ensemble. Un test de micro-rayures est présenté permettant l'étude ciblée de la tenue mécanique de revêtements de très faible épaisseur (voisine de 100 nanomètres), courants dans les applications micro-électroniques et optiques. On adopte le principe d'une lame flexible pour l'application de la charge, dont la gamme s'étend de 0.1mN à 1N. L’utilisation de pointes de très faible rayon de courbure à l'extrémité permet une sollicitation spécifique de la zone interraciale. Le diagnostic de l'endommagement s'effectue par examen métallographique et par microscopie à force atomique. On travaille en fatigue de contact par la sollicitation d'un composite substrat/revêtement en frottement multipasses cyclique sans déformation plastique du substrat. Cette technique est appliquée aux couches minces de tungstène de référence du GdR G 1108, obtenues par pulvérisation directe assistée par implantation ionique, sur des substrats en silicium. Le nombre Nc de cycles jusqu'à l'apparition d'endommagement adhésif (cloquage) s'avère un excellent critère de la qualité interfaciale. La modélisation, par éléments frontières, du contact normal sphère/bi-matériau dans le domaine élastique montre que l'évolution de la contrainte équivalente de von Mises le long de l'axe de symétrie est fortement tributaire des tailles et des propriétés mécaniques respectives des éléments constituant le composite. L’objectif de cette démarche est de développer les outils conceptuels pour l'ingénieur métallurgiste dans l'optimisation de l'architecture de matériaux multicouches et des conditions d'élaboration vis à vis de leurs fonctions mécaniques projetées. Comme outil expérimental cette approche permet d'optimiser les caractéristiques géométriques de l'indenteur et la charge appliquée comme conditions opératoires, de manière à situer la contrainte maximale de façon délibérée aux points qui doivent subir les sollicitations les plus importantes.

The aim of this work was to obtain thin films having giant magnetostrictions at low fields and an ordering temperature high enough for the realisation of magnetostrictive microactuators with a view to applications in automobile and medical industries. The previous studies on thin magnetostrictive films was made mainly on amorphous alloys of the type of Terfenol and Terfenol-D (TbDyFe2). We have shown that in the amorphous state, it is strongly preferable to replace the iron by cobalt because the amorphous alloys near to the composition a-Ro_33Coo.66 (R = rare earth) present higher ordering temperatures and higher magnetostrictions than the equivalent alloys based on Fe., Le but de ce travail était d' obtenir des couches minces présentant une grande magnétostriction en champ faible et une température d' ordre élevée pour la réalisation de microactionneurs en vue d' applications à l'automobile et en médecine. Les études antérieures sur couches minces ont porte essentiellement sur des alliages. amorphes de type Terfenol et Terfenol-D (TbDyFe;z). Nous avons montre qu'à l'état amorphe, ii était bien préférable de remplacer le fer par du cobalt, les alliages proches de la composition a-Ro_33Co0_66 (R = terre rare) présentant une température d'ordre et une magnétostriction plus élevée..

We demonstrated the feasibility of both sensitive and relatively fast YBaCuOsuspended bolometers by silicon micromachining. This work includes a technological partwhere three fabrication sequences are described and a characterisation part. The YBaCuOfilms on CeO2 / YSZ-buffered silicon are c axis textured and show only one epitaxial in-planeorientation. Their critical temperature Tc (zero resistance) is 88 K and their critical currentdensity is above 106 A / cm2 at 77 K. The reactive ionic etching (RIE) of silicon substratesenabled to fabricate a large number of samples and to confirm our calculations by comparisonwith the measurements. The technique of fabrication based on SIMOX substrates did notdegrade the YBaCuO superconducting properties and was found to be very promising fordetection. At last, we defined a meander line, constituted by seventeen 4 µm wide tracks andfabricated by RIE. The performances of this detector of 100 ´ 100 µm2 area, measured at 85 Kin the wavelength range 3-5 µm, are among the best reported results:Sensitivity (3-5 µm) = 11950 V / W.Thermal response time t = 564 µs.Optical NEP = 4,0 10-12 W Hz-1/2Detectivity D* = 2,5 109 cm Hz-1/2 / W, Nous avons démontré la faisabilité de bolomètres suspendus YBaCuO sensibles etrelativement rapides par micro-usinage du substrat de silicium. Ce travail comprend une partietechnologique décrivant trois techniques de fabrication de structures suspendues YBaCuO etune partie de caractérisation. Les films d'YBaCuO obtenus sur silicium avec une doublecouche tampon CeO2 / YSZ sont texturés dans la direction c et ne possèdent qu'une seuleorientation dans le plan. Leur température critique mesurée à résistance nulle vaut 88 K, etleur densité de courant critique dépasse 106 A / cm2 à 77 K. La gravure ionique réactive (GIR)du substrat de silicium nous a permis de réaliser un grand nombre d'échantillons et de validerainsi nos calculs par confrontation avec les mesures. La technique de fabrication utilisant unsubstrat SIMOX s'est révélée très peu dégradante pour l'YBaCuO et très prometteuse pour ladétection. Enfin, nous avons défini un méandre constitué de 17 brins de largeur de piste 4 µm,et fabriqué par GIR. Les performances de ce détecteur de surface 100 * 100 µm2, mesurées à85 K dans la gamme de longueur d'onde 3-5 µm, sont au niveau des meilleures publiées:Sensibilité (3-5 µm) = 11950 V / WTemps de réponse t = 564 µsNEP optique = 4,0 10-12 W Hz-1/2Détectivité D* = 2,5 109 cm Hz-1/2 / W

Not available; Ce travail présente les résultats relatifs à l'étude d'un procédé original de dépôt de couches minces. Celui-ci repose sur la projection de particules transportées par un jet gazeux turbulent, sur un substrat chaud où elles subissent une transformation chimique donnant naissance à un dépôt uniforme et adhérent. Le rendement global du procédé dépend de plusieurs processus couples: hydrodynamique (écoulement du gaz vecteur et des particules), transferts de chaleur et de matière (gaz-particules-substrat) et caractéristiques chimiques des réactions. Une des originalités du travail est d'étudier chacun de ces facteurs de manière successive et indépendante afin d'en déterminer leur importance relative et d'identifier les étapes limitantes. L’étude est, de ce fait, menée en 3 étapes: maquettes froide, tiède et chaude. Les deux premières, effectuées avec des solides modèles, ont notamment permis de déterminer l'histoire thermique des particules. La dernière est réalisée en impulsionnel puis en continu avec des particules susceptibles de donner effectivement naissance à une couche mince. Un modèle est finalement proposé pour rendre compte et prévoir de façon très satisfaisante l'épaisseur du dépôt et le rendement du procédé

Not available, Le présent travail concerne la synthèse et la caractérisation de nouveaux polymères filmogènes à caractère organophile, les polyaryloxyphosphazènes et leurs dérivés greffés réticulés polyaryloxyphosphazène/polydimethylsiloxane (PDMS), utilisables en pervaporation pour extraire des composés organiques de milieux aqueux. Une série de polyaryloxyphosphazènes a été préparée par substitution nucléophile du polydichlorophosphazène et par substitution électrophile de Friedel et Craft sur le polybisphénoxyphosphazène. L’étude des propriétés physiques de ces polymères par DSC met en évidence l'influence de la nature et du nombre des groupes latéraux aryloxy sur la température de transition vitreuse et sur la cristallinité. Les polymères peu cristallins fonctionnalisés par des groupes allyphénoxy sont réticulés par voie radicalaire pour avoir une bonne tenue mécanique à l'état de film. Des mesures de sorption dans les liquides purs montrent l'affinité de ces polymères pour les composés organiques peu polaires aprotiques. Leurs films se montrent lors de la pervaporation fortement permsélectif aux composés organiques des mélanges H2O/AcOEt et H2O /CH2Cl2. Une relation de type structure / propriétés de transport a pu être établie grâce à la modification progressive de la structure chimique d'un copolymère polyaryloxyphosphazène/PDMS (CoSi). Les deux polymères a chaines inorganiques sont greffés et réticulés par réaction d'hydrosilylation. L’analyse de leur structure intime par DSC, microanalyse X et M.E.T. révèle l'existence d'une séparation de phases composée d'une phase continue de PDMS et de nodules de polyphosphazène. Les mesures de sorption, de diffusion et de pervaporation sur les mélanges précédents mettent en évidence le passage préférentiel des molécules à travers la phase continue de PDMS. Les films CoSi ont en pervaporation des performances comparables à celles des films de PDMS pur mais présentent une meilleure tenue mécanique

Not available, Ce travail présente les résultats relatifs à l'étude d'un procédé original de dépôt de couches minces. Celui-ci repose sur la projection de particules transportées par un jet gazeux turbulent, sur un substrat chaud où elles subissent une transformation chimique donnant naissance à un dépôt uniforme et adhérent. Le rendement global du procédé dépend de plusieurs processus couples: hydrodynamique (écoulement du gaz vecteur et des particules), transferts de chaleur et de matière (gaz-particules-substrat) et caractéristiques chimiques des réactions. Une des originalités du travail est d'étudier chacun de ces facteurs de manière successive et indépendante afin d'en déterminer leur importance relative et d'identifier les étapes limitantes. L’étude est, de ce fait, menée en 3 étapes: maquettes froide, tiède et chaude. Les deux premières, effectuées avec des solides modèles, ont notamment permis de déterminer l'histoire thermique des particules. La dernière est réalisée en impulsionnel puis en continu avec des particules susceptibles de donner effectivement naissance à une couche mince. Un modèle est finalement proposé pour rendre compte et prévoir de façon très satisfaisante l'épaisseur du dépôt et le rendement du procédé

There has been considerable development in the field of bolometric detectors in the last decade, which is evidence of the power and the sensitivity of the thermal measurement of a deposited energy. Our study is aimed at a search for the ultimate resolution in energy and position. We have developed an ultrahigh vacuum system that makes possible the optimisation of the deposition conditions, the adhesion and the thermal treatment of the detectors, due to the ability to transfer the substrate between the different chambers of the system, without leaving the ultrahigh vacuum environment. This system has enabled us to develop an all thin film bolometer, centred on a 10 nm thick thermometric film, of very low heat capacity and very high sensitivity, due to the metal-insulator transition properties. The volume and the shape of each bolometer element are defined by mechanical masking and ionic etching, which enables us to define the heat capacity, the thermal response time and the electrical impedance of each element by controlling the film thickness and shape factor. Two bolometer prototypes have been fabricated using this method. One is dedicated to space astrophysics, and the other one for calorimetric measurements of atomic monolayers. We show that a limit on the size reduction of active volume of the thermometric material appears at low temperature, and that this limit is linked to the rapid decrease of the electron-phonon coupling with temperature. We give a theoretical evaluation of this for a 10µm by 11µm microbolometer. This leads us to show that the reduction of the operating temperature does not give the optimum working conditions in the case of a microbolometer., Le développement considérable des détecteurs bolométriques au cours de la dernière décennie témoigne de la puissance et de la sensibilité de la mesure thermique d'un dépôt d'énergie. Notre étude se situe dans le cadre de la recherche d'une résolution ultime en énergie et en position. Nous avons mis au point un dispositif ultravide qui a rendu possible l'optimisation des conditions de dépôt, d'adhésion et de traitement thermique des détecteurs, grâce à la capacité de transférer l'échantillon entre les différentes enceintes, sans remise à l'air. Cet appareillage nous a permis de développer un bolomètre entièrement constitué de films minces, centré sur un matériau thermométrique de 10 nm d'épaisseur, ayant une très faible capacité calorifique et une très bonne sensibilité, grâce aux propriétés de la transition métal-isolant. Le volume et la forme de chacun des éléments du bolomètre composite sont définis par un masquage mécanique et une gravure ionique, ce qui nous permet de concevoir un détecteur pour lequel la capacité calorifique, le temps de réponse thermique et l'impédance électrique de chaque élément peuvent être définis en jouant sur l'épaisseur des films et leur facteur de forme. Deux bolomètres prototypes ont été fabriqués par cette méthode. L'un est destiné à l'astrophysique spatiale, l'autre est destiné à des mesures calorimétriques de monocouches atomiques. Nous montrons qu'une limite à la réduction de la taille du volume actif du matériau apparaît à basse température, et que cette limite est liée à la décroissance très rapide du couplage électron-phonon avec la température. Elle est évaluée, sur le plan théorique, pour un microbolomètre de 10 µm par 11 µm. Ceci nous conduit à montrer que la réduction de la température de fonctionnement aux plus basses températures ne représente pas un optimum pour un microbolomètre.

The purpose of this work is to determine the experimental conditions of laser ablation of titanium oxide (TiO2) and boron nitride (BN) ceramics in order to elaborate thin films on various substrates. Chapter one constitutes a recall of the studied ceramics characteristics as well as the different processes to elaborate thin films and more particular the laser ablation deposition technique. Such technique is related to the related to the laser-matter interactions. The next part develops the experimental sight related to, on the one hand to the films elaboration and classical techniques of physical chemistry characterizations, and on the other hand to the microplasma studied by laser microprobe coupled to mass spectrometry. The last chapter, devoted to the experimental results, displays firstly the synthesis of amorphous and non stoichiometric titanium oxide films deposited on polyethylen terephthlate. Secondly the preparation of amorphous boron nitride films on silicon. The study of these two kinds of products is carried out on the target transformation by laser beam depending notably to the wavelength and the photonic power. Then, the elaboration of the films and their characterization by different techniques are described, more particularly by using X-ray photoelectrons spectroscopy and laser desorption coupled to mass spectrometry. More especially for boron nitride target, Fourier transform mass spectrometry (FTMS) technique shows a favourable effect of the 248 nm laser wavelength irradiation. Contrary to other wavelengths, the 248 nm photons assist the formation of BnNn-1 clusters in a laser power scale more important, Ce travail a pour objectif de cerner l'influence des conditions expérimentales de l'ablation laser des céramiques TiO2 et BN, afin d'en élaborer des films minces sur divers substrats. Le premier chapitre constitue un rappel des caractéristiques des céramiques étudiées, ainsi que les différents procédés d'élaboration de films minces et, en particulier, la technique de dépôt assiste par laser dont le processus fait appel aux interactions laser-matière. Le second chapitre développe l'aspect expérimental Lie d'une part, à l'élaboration des films et aux techniques classiques de caractérisations physicochimiques et, d'autre part, à l'étude des microplasmas par microsonde laser couplée à la spectrométrie de masse. Le troisième chapitre consacré aux résultats expérimentaux met en évidence premièrement, la réalisation de films d'oxyde de titane amorphes et non stœchiométriques déposés sur le polyéthylène téréphtalate et, deuxièmement, la préparation de films de nitrure de bore amorphes sur du silicium. Dans les deux cas, une étude est effectuée, d'une part sur la transformation des cibles par le faisceau laser en fonction notamment de la longueur d'onde et de l'irradiance et, d'autre part sur la préparation des films et leur caractérisation par différentes techniques, en particulier, par spectroscopie de photoélectrons x et désorption laser couplée a la spectrométrie de masse. Dans le cas du nitrure de bore, la technique de spectrométrie de masse a transformée de Fourier (ftms) a mis en évidence l'effet bénéfique de l'irradiation d'une cible BN par un faisceau laser à 248 nm par le fait que cette longueur d'onde favorise la formation d'agrégats BnNn-1 dans une plage d'irradiance plus importante que pour les autres longueurs d'onde

Not available, L’oxydation des échantillons de tungstène chauffés par effet Joule, est réalisée dans un spectrophotomètre infrarouge sous atmosphère contrôlée (10^-2 torr d'oxygène) et à des températures T [supérieur ou égal] 1100 K pour créer des surfaces rugueuses. La morphologie de la couche d'oxyde est caractérisée par analyseur d'images à partir du cliché d'une coupe réalisée par microscopie électronique à balayage. On assimile l'oxyde à une superposition de films minces, dont l'un hétérogène, contenant la rugosité, est étudié par la théorie de BRUGGMAN en vue de déterminer sa constante diélectrique. Les propriétés optiques d'un corps hétérogène sont interprétées généralement à partir de la théorie des milieux dispersés qui ne tient compte que très partiellement de la rugosité des surfaces. Ce travail expose la conception et l'élaboration d'outils destinés à caractériser l'influence de la complexité et de la forme de la rugosité sur l'émissivité d'une surface, selon une approche originale qui tient compte de la morphologie réelle des surfaces (profils fractals). Le calcul de l'émissivité d'une surface rugueuse est mené de la manière suivante: numérisation des profils expérimentaux calcul de la constante diélectrique d'une couche homogène optiquement équivalente contenant la rugosité du profil considéré calcul du facteur moyen de dépolarisation gm par une méthode originale de remplissage du profil par des ellipsoïdes utilisation de la théorie des films minces, pour calculer l'émissivité monochromatique et directionnelle de cette surface. Une étude analogue a été réalisée sur des profils théoriques crées par interpolation fractale, pour la validation théorique du modèle. Nous mettons en évidence une relation entre la dimension fractale, l'émissivité et le facteur de dépolarisation

This study presents the evolution of the cristallographic texture of thin layers according to the electrodeposition conditions of two very different material : copper and bismuth telluride. Texture of copper according to the thickness and the current density show that the layer is isotropic at the beginning of the electrodeposition. When the thickness of the deposit increases, several [uuw] fiber textures appear. After some micrometers, only two main orientations subsist and/or . The fiber orientation comes from orientations for which w>u, while orientation appears if u>w. During the deposition, we have studied the texture of Bi2Te3 according to : the nature of the substrat, the current density, the electrolyte concentration and the stoechiometrie. Electrodeposition conditions able to give fiber textures as and , leading to the C axis parallel to the surface of the layer, are defined. These orientation could give layers having good electrical properties. We have been able to put in obviousness, with the help of Hartman theory, a correlation between the preferential orientation and the morphology of crystals. This work shows the influence of some parameters on the texture of deposits and that it is possible to forecast orientations of the electrodeposited layers by using Hartman theory of crystal growth, Cette étude présente l'évolution de la texture cristallographique de couches minces de deux composés très différents ; le cuivre et le tellurure de bismuth en fonction des conditions d'électrodéposition. Nous présentons les résultats relatifs à l'élaboration et à la texture de dépôts minces de cuivre en fonction de l'épaisseur et de la densité de courant. Au début de l'électrodéposition, la couche est isotrope. Lorsque l'épaisseur du dépôt augmente, des orientations de fibre uuw apparaissent. A partir de quelques micromètres, deux orientations principales subsistent et/ou , les orientations pour lesquelles w > u sont favorables à l'apparition de l'orientation , dans le cas contraire, ce serait l'orientation . Nous étudions l'effet de quatre paramètres sur la texture des dépôts de tellurure de bismuth: la nature du substrat, la densité de courant, la concentration de l'électrolyte et la stœchiométrie. La texture la plus favorable à l'utilisation des propriétés électriques correspond à des axes de fibre et , c'est-à-dire à l'axe c hexagonal parallèle à la surface de la couche, elle est obtenue pour une composition proche de la stœchiométrie. Nous avons pu mettre en évidence, à l'aide de la théorie de Hartmann, une corrélation entre l'orientation préférentielle et la morphologie des cristaux. Ce travail montre l'influence de certains paramètres sur la texture des dépôts et qu'il est possible de prévoir l'orientation de dépôts minces électrodéposés à partir de la théorie de Hartmann

1. STUDY OF INDIUM/GOLD BILAYERS BY MEANS OF ELECTRICAL MEASUREMENTS :1.a ELECTRICAL RESISTIVITY;1.b WORK FUNCTION1.c ABSORPTION OF LOW ENERGY ELECTRONS. Roughness oscillations and pseudomorphism Quantum size effects : Vernier effect between :The oscillating phenomenon n°1 as deduced from theoretical models where the thickness of the thin film is changing continuously : period lF/2 ;The oscillating phenomenon n°2 due to the atomic layer by atomic layer growth mode of indium.Verification by experiment of absorption of low energy electrons.1.d QUANTUM RHEED OSCILLATIONS.2. Studies of stacking of metallic magnetic or no magnetic thin films : Structural and magnetic properties.2.a Experimental methods of determination of structural properties In-situ : Reflectometry of soft X rays RHEED Ex-situ : Diffraction of X rays : grazing angles large angles Transmission electron microscopy (TEM): EXAFS2.b The studied systems : Au/Co Structural properties Magnetic properties Perpendicular anisotropy. Coercitive field. Faraday Effect Giant magnetoresistance. Cu/Co Au/Fe3. Actual researches and first results* Experiment of spin-dependent transmission of low energy electrons of through ultra-thin magnetic layers.In collaboration with the Laboratoire de la Physique de la Matiere Condensee, Ecole Polytechnique, Palaiseau. H.-J. Drouhin, Y. Lassailly, G. Lampel, A.-J. van der Sluijs.3.a The aims : To directly measure the dependence of the transmission coefficient of the electrons versus their spin and their incident energy. To study the variation of the mean free path of low energy electrons (few eV) Realization of a electronic spin detector ?3.b The experimental : Experiment of transmission : very thin samples; Low energy electrons : no magnetic field ; Samples with perpendicular anisotropy.3.b The results :First direct observation of the spin dependence of the transmission of low energy electrons through thin magnetic films; Les travaux présentés dans ce mémoire ont été réalisés à l'Institut d'Optique Théorique et Appliquée d'Orsay dans le groupe "couches minces" dirigé par J.P. Chauvineau dont le thème fédérateur des activités est la réalisation et la caractérisation de couches ultra minces de quelques fractions à quelques nanomètres d'épaisseur. Ces systèmes physiques, dont les épaisseurs sont de l'ordre de quelques distances inter-atomiques, présentent souvent des propriétés différentes de celles des matériaux massifs : celles-ci s'expliquent par des effets dimensionnels et/ou d'effets de structure cristalline qui modifient la structure électronique, les propriétés optiques, électriques, magnétiques... Il est ainsi possible d'étudier des problèmes de physique fondamentale originaux et captivants qui peuvent déboucher à court terme sur des réalisations technologiques nouvelles que ce soit dans le domaine des couches minces magnétiques (celui dans lequel j'ai été essentiellement actif) ou dans celui des réflectomètres et/ou monochromateurs X-UV, autre branche d'activité très importante du groupe "couches minces". Il est essentiel de noter que ces propriétés nouvelles ne peuvent s'interpréter correctement que par une connaissance fine des mécanismes de croissance ainsi que des structures cristallographiques et géométriques des échantillons réalisés. C'est ce but que nous avons constamment poursuivi en multipliant les méthodes d'analyse qu'elles soient in-situ et fonctionnant pendant les dépôts ou bien encore ex-situ après la réalisation des échantillons.Mon travail a d'abord consisté à étudier le système de bicouches or et indium par des mesures fines, non destructives et fonctionnant pendant les dépôts de ces matériaux, telles que la mesure de la résistance électrique, du travail de sortie puis par diffraction d'électrons rapides rasants et finalement en utilisant des expériences d'absorption d'électrons de faible énergie. Les expériences de mesure de la résistance électrique nous ont permis de mettre en évidence, suivant les épaisseurs d'indium et les températures de dépôts, des modifications irréversibles que nous avons pu localiser à l'interface or/indium. Il a été possible également d'étudier leur rôle sur les effets de taille quantiques (ETQ) qui avaient été mis en évidence, pour la première fois, sur le même système par des mesures de résistance électrique par C. Pariset et J.P. Chauvineau[1, 2]. Ce phénomène d'ETQ a été ensuite décelé, d'une part par des mesures de travail de sortie en utilisant deux méthodes, celle dite de Kelvin, utilisant un pendule vibrant, et celle de la diode, et d'autre part par la diffraction d'électrons rapides rasants (RHEED). Pour pouvoir interpréter la valeur anormalement élevée de la période de ces oscillations d'ETQ détectées par les méthodes précédentes nous avons monté une expérience d'absorption d'électrons de faible énergie au travers de ces bicouches or/indium qui ont confirmé nos premières hypothèses. Le développement de ces différents résultats constituera la première partie de mon exposé.Puis, dans une deuxième partie, j'exposerai les expériences de caractérisation fine des interfaces de système constitués par la superposition de couches nanométriques de métaux nobles et de métaux de transition magnétiques. Je détaillerai les résultats obtenus par RHEED, réflectométrie de rayons X mous, par diffraction de rayons X et des mesures d'EXAFS ainsi que les propriétés magnétiques nouvelles découvertes sur ces échantillons par les équipes avec qui nous avons mené, et menons encore, des collaborations étroites.Pour finir je présenterai la nouvelle expérience que nous mettons en ce moment au point en collaboration avec l'équipe dirigée par G. Lampel du Laboratoire de la Physique de la Matière Condensée de l'Ecole Polytechnique à Palaiseau ainsi que les premiers résultats obtenus. Il s'agit d'étudier l'interaction d'électrons de faible énergie et polarisés en spin avec des couches minces magnétiques pour pouvoir comprendre plus finement l'origine des phénomènes de magnétorésistance géante découverts sur les échantillons évoqués dans la deuxième partie et de mesurer de manière directe les libres parcours moyens des électrons quand ceci ont des énergies faibles (quelques eV tout au plus).

1. STUDY OF INDIUM/GOLD BILAYERS BY MEANS OF ELECTRICAL MEASUREMENTS :1.a ELECTRICAL RESISTIVITY;1.b WORK FUNCTION1.c ABSORPTION OF LOW ENERGY ELECTRONS. Roughness oscillations and pseudomorphism Quantum size effects : Vernier effect between :The oscillating phenomenon n°1 as deduced from theoretical models where the thickness of the thin film is changing continuously : period lF/2 ;The oscillating phenomenon n°2 due to the atomic layer by atomic layer growth mode of indium.Verification by experiment of absorption of low energy electrons.1.d QUANTUM RHEED OSCILLATIONS.2. Studies of stacking of metallic magnetic or no magnetic thin films : Structural and magnetic properties.2.a Experimental methods of determination of structural properties In-situ : Reflectometry of soft X rays RHEED Ex-situ : Diffraction of X rays : grazing angles large angles Transmission electron microscopy (TEM): EXAFS2.b The studied systems : Au/Co Structural properties Magnetic properties Perpendicular anisotropy. Coercitive field. Faraday Effect Giant magnetoresistance. Cu/Co Au/Fe3. Actual researches and first results* Experiment of spin-dependent transmission of low energy electrons of through ultra-thin magnetic layers.In collaboration with the Laboratoire de la Physique de la Matiere Condensee, Ecole Polytechnique, Palaiseau. H.-J. Drouhin, Y. Lassailly, G. Lampel, A.-J. van der Sluijs.3.a The aims : To directly measure the dependence of the transmission coefficient of the electrons versus their spin and their incident energy. To study the variation of the mean free path of low energy electrons (few eV) Realization of a electronic spin detector ?3.b The experimental : Experiment of transmission : very thin samples; Low energy electrons : no magnetic field ; Samples with perpendicular anisotropy.3.b The results :First direct observation of the spin dependence of the transmission of low energy electrons through thin magnetic films; Les travaux présentés dans ce mémoire ont été réalisés à l'Institut d'Optique Théorique et Appliquée d'Orsay dans le groupe "couches minces" dirigé par J.P. Chauvineau dont le thème fédérateur des activités est la réalisation et la caractérisation de couches ultra minces de quelques fractions à quelques nanomètres d'épaisseur. Ces systèmes physiques, dont les épaisseurs sont de l'ordre de quelques distances inter-atomiques, présentent souvent des propriétés différentes de celles des matériaux massifs : celles-ci s'expliquent par des effets dimensionnels et/ou d'effets de structure cristalline qui modifient la structure électronique, les propriétés optiques, électriques, magnétiques... Il est ainsi possible d'étudier des problèmes de physique fondamentale originaux et captivants qui peuvent déboucher à court terme sur des réalisations technologiques nouvelles que ce soit dans le domaine des couches minces magnétiques (celui dans lequel j'ai été essentiellement actif) ou dans celui des réflectomètres et/ou monochromateurs X-UV, autre branche d'activité très importante du groupe "couches minces". Il est essentiel de noter que ces propriétés nouvelles ne peuvent s'interpréter correctement que par une connaissance fine des mécanismes de croissance ainsi que des structures cristallographiques et géométriques des échantillons réalisés. C'est ce but que nous avons constamment poursuivi en multipliant les méthodes d'analyse qu'elles soient in-situ et fonctionnant pendant les dépôts ou bien encore ex-situ après la réalisation des échantillons.Mon travail a d'abord consisté à étudier le système de bicouches or et indium par des mesures fines, non destructives et fonctionnant pendant les dépôts de ces matériaux, telles que la mesure de la résistance électrique, du travail de sortie puis par diffraction d'électrons rapides rasants et finalement en utilisant des expériences d'absorption d'électrons de faible énergie. Les expériences de mesure de la résistance électrique nous ont permis de mettre en évidence, suivant les épaisseurs d'indium et les températures de dépôts, des modifications irréversibles que nous avons pu localiser à l'interface or/indium. Il a été possible également d'étudier leur rôle sur les effets de taille quantiques (ETQ) qui avaient été mis en évidence, pour la première fois, sur le même système par des mesures de résistance électrique par C. Pariset et J.P. Chauvineau[1, 2]. Ce phénomène d'ETQ a été ensuite décelé, d'une part par des mesures de travail de sortie en utilisant deux méthodes, celle dite de Kelvin, utilisant un pendule vibrant, et celle de la diode, et d'autre part par la diffraction d'électrons rapides rasants (RHEED). Pour pouvoir interpréter la valeur anormalement élevée de la période de ces oscillations d'ETQ détectées par les méthodes précédentes nous avons monté une expérience d'absorption d'électrons de faible énergie au travers de ces bicouches or/indium qui ont confirmé nos premières hypothèses. Le développement de ces différents résultats constituera la première partie de mon exposé.Puis, dans une deuxième partie, j'exposerai les expériences de caractérisation fine des interfaces de système constitués par la superposition de couches nanométriques de métaux nobles et de métaux de transition magnétiques. Je détaillerai les résultats obtenus par RHEED, réflectométrie de rayons X mous, par diffraction de rayons X et des mesures d'EXAFS ainsi que les propriétés magnétiques nouvelles découvertes sur ces échantillons par les équipes avec qui nous avons mené, et menons encore, des collaborations étroites.Pour finir je présenterai la nouvelle expérience que nous mettons en ce moment au point en collaboration avec l'équipe dirigée par G. Lampel du Laboratoire de la Physique de la Matière Condensée de l'Ecole Polytechnique à Palaiseau ainsi que les premiers résultats obtenus. Il s'agit d'étudier l'interaction d'électrons de faible énergie et polarisés en spin avec des couches minces magnétiques pour pouvoir comprendre plus finement l'origine des phénomènes de magnétorésistance géante découverts sur les échantillons évoqués dans la deuxième partie et de mesurer de manière directe les libres parcours moyens des électrons quand ceci ont des énergies faibles (quelques eV tout au plus).

Not available, La caractérisation thermodynamique de notre système krypton-méthane sur graphite exfolie a été effectuée par volumétrie d'adsorption entre 72 et 86 k. Cette étude nous a permis de mettre en évidence les phénomènes d'entrainement et de déplacement qui s'effectuent selon une transformation du second ordre. D'autre part, une comparaison de nos résultats expérimentaux avec les prévisions théoriques établies dans le cadre du modèle champ-moyen a montré un bon accord entre les deux. De plus, elle nous a permis de confirmer le caractère quasi-idéal de la solution bidimensionnelle observé expérimentalement. L'étude structurale du même système a été effectuée par diffraction de neutrons. Elle nous a permis de mettre en évidence l'existence d'une limite de solubilité du krypton dans la couche mixte et qui varie en fonction de la température. Enfin, l'étude de la fusion de deux compositions du film mixte nous a permis de confirmer l'existence de la solution bidimensionnelle, ce qui rejoint les conclusions des études théoriques et thermodynamiques

No English abstract, Ce travail concerne l'élaboration de couches minces de dioxyde d'étain par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur (CVD), en vue de réaliser l'élément sensible pour des capteurs de gaz. Une partie de cette étude a été consacrée à la conception et à la réalisation de l'installation de CVD, et les paramètres de dépôt (température, pression, durée) ainsi que les conditions de recuit (température, durée) ont été étudiées de manière systématique afin d'obtenir les meilleures performances électriques du point de vue de la détection d'espèces gazeuses. Une caractérisation détaillée de la microstructure et de la composition des couches de SnO2 a été entreprise par différentes techniques d'analyse telles que la diffraction des rayons X sous incidence rasante, la microscopie électronique à balayage et en transmission, la réflectométrie X ou encore la spectroscopie ESCA. Il a ainsi été possible, en ajustant les conditions de fabrication, de contrôler la texture du dépôt, les tailles de grains (50 à 300 A), de même que la stœchiométrie. Les performances électriques des couches de SnO2 ont été évaluées sur un banc de mesure. Il s'agit essentiellement de la conductivité sous air et de la sensibilité sous différents gaz tests (éthanol, méthane, monoxyde de carbone). Les corrélations ont pu être établies entre les conditions d'élaboration des couches, leurs propriétés structurales, et leurs performances électriques. Enfin, au niveau de l'interprétation des résultats, un modèle granulaire a été propose afin d'expliquer les très grandes variations de conductivité et de sensibilité observées en fonction des conditions de fabrication des couches (épaisseur, température de dépôt, conditions de recuit).

The aim of this work was to establish correction laws to be applied on diffracted intensity when studying thin layers or multilayers by XRD. These laws are experimentally verified and are of the outmost importance for quantitative texture studies. Two kinds of diffraction geometries were used : "the Bragg-Brentano" the low incidence" ones. The former suffers from some limitation for the study of thin layers. The latter allows to enlarge the diffracted volume and therefore the diffracted intensities. Both "Schulz" and "low incidence MPF" (multi-pôle figures) geometric technics were studied and compared. This study, shows that texture goniometry gives very accurate information texture of multilayers and films thiner than a few hundred Angströms. The correction laws were applied to any kind of incidence in the case of (Fe+Al)/Si multilayers allowing to fully determine the orientation relationships between aluminium and iron according to the silicon, Le but de ce travail consiste à établir des lois de correction des intensités diffractées par des couches minces, des bicouches et des multicouches. Ces lois vérifiées expérimentalement, sont indispensables à l'étude quantitative des textures cristallographiques des couches minces. Deux géométries de diffraction sont souvent utilisées : Bragg-Brentano et faible incidence. Pour des couches de très faibles épaisseurs, l'utilisation de la première géométrie est très limitée, quant à la deuxième faible incidence, elle nous permet d'augmenter le volume diffractant et par conséquent les intensités diffractées. Nous avons particulièrement étudié et comparé deux techniques géométriques qui sont la méthode de Schulz et la méthode des multi-figures de pôles MFDP appliquées à la faible incidence. Nous avons montré que la goniométrie de texture peut apporter des informations précises pour des couches minces dont l'épaisseur est de quelques centaines d'angstroms et pour des multicouches à bicouches alternées. Les multicouches étudiées (Fe+Al)/Si, pour lesquelles les lois de corrections ont été élaborées pour une incidence quelconque, nous ont permis de définir parfaitement la relation l'orientation de l'aluminium et du fer par rapport au silicium

Not available, La caractérisation thermodynamique de notre système krypton-méthane sur graphite exfolie a été effectuée par volumétrie d'adsorption entre 72 et 86 k. Cette étude nous a permis de mettre en évidence les phénomènes d'entrainement et de déplacement qui s'effectuent selon une transformation du second ordre. D'autre part, une comparaison de nos résultats expérimentaux avec les prévisions théoriques établies dans le cadre du modèle champ-moyen a montré un bon accord entre les deux. De plus, elle nous a permis de confirmer le caractère quasi-idéal de la solution bidimensionnelle observé expérimentalement. L'étude structurale du même système a été effectuée par diffraction de neutrons. Elle nous a permis de mettre en évidence l'existence d'une limite de solubilité du krypton dans la couche mixte et qui varie en fonction de la température. Enfin, l'étude de la fusion de deux compositions du film mixte nous a permis de confirmer l'existence de la solution bidimensionnelle, ce qui rejoint les conclusions des études théoriques et thermodynamiques

The first part of the study is concerned with the ability of the reduced incidence X-ray diffraction technique to measure pole figures for thin films. In order to improve the statistical noise and the ratio diffracted intensity/background, the volume of irradiated material is increased by measuring poles figures with an asymetric beam path. However, the drawback is that the pole figures become incomplete in the center. To define the orientation distribution fonction, an optimum compromise has to be found between the increase in data quality and the decrease in number of available measurements related to the size of missing zone. The question is investigated on a sqet of titanium nitride layers with thicknesses ranging from 20 to 600 nanometers, sputter-deposited on monocrystalline silicon substrates. Modelling is also carried out, defining a tool which allows to find the optimal measurement conditions for a given material (thickness and texture). Titanuium nitride is used in the microelectronic industry as diffusion barriers between aluminium and silicon in the following layer configuration : Si/Ti (20nm)/TiN(100nm)/Al. In the second part of the study, TiN microstructural features (textures, grain sizes, residual stresses...) are correlated to deposition parameters (substrate temperature, gaz composition), and physical properties (resistivity, diffusion). The main texture component of TiN is a 111 fiber normal to the layer surface for all specimen investigated. The study points out the specificity of some diffusion barriers to grow with a secondary 311 fiber texture. It generates from the epitaxial relationship with the10.1 planes of the titanium underlayer. This texture feature, linked to the diffusion behaviour of the layer system, leads to an original consideration of the anisotropic nature of the diffusion coefficient, La première partie de l'étude traite de la caractérisation des textures des matériaux polycristallins en couches minces. Les techniques de diffraction X en incidence rasante sont d'usage courant, et le principe est repris dans l'acquisition des figures de pôles afin d'améliorer le rapport signal/bruit et de réduire l'influence de la fluctuation statistique. L'inconvenient de la technique apparait dans la zone centrale manquante des figures de pôles mesurées en incidence réduite. Afin de définir au mieux la fonction de distribution des orientations cristallines, un compromis doit être trouvé entre le gain en qualité de mesure des intensités diffractées et la perte d'information relative à la zone centrale non mesurée. Le problème est traité sur un lot de couches de nitrure de titane d'épaisseurs variant entre 20 et 300 nanométres, déposées par pulvérisation cathodique sur un substrat monocristallin de silicium. Par la suite, les simulations fournissent un outil permettant d'évaluer ce compromis pour tous matériaux (épaisseurs, absorption, textures). Le couple de couches minces Ti(20nm)/Ti(100nm) remplit les spécifications requises par l'industrie microélectronique pour les barrières de diffusion entre métal (Al) et semiconducteur (Si). Dans la suite de l'étude, les caractéristiques microstructurales (texture, contraintes, tailles de grain...) des couches de nitrure de titane sont corrélées aux paramètres de déposition (température du substrat, composition du gaz dans la chambre de déposition), et aux propriétés physiques de résistivité et de diffusion. Pour toutes les couches étudiées, la composante de texture principale du Tin est une fibre 111 dans la direction normale à la surface de la couche. La conclusion porte sur la particularité de certaines barrières de diffusion à présenter une fibre secondaire 311, générée par une relation d'épitaxie avec les plans 10.1 de la sous-couche de titane

Not available, Un dispositif de production d'oxygène atomique est mis au point, utilisant une décharge radiofréquence de type onde de surface. Celle-ci est produite dans un tube de quartz cylindrique contenant de l'oxygène en flux et caractérisée au moyen d'une série de diagnostics spectroscopiques et hyperfréquences. Cette source est ensuite utilisée pour l'oxygénation de couches mince supraconductrices à haute température critique

Not available, Un dispositif de production d'oxygène atomique est mis au point, utilisant une décharge radiofréquence de type onde de surface. Celle-ci est produite dans un tube de quartz cylindrique contenant de l'oxygène en flux et caractérisée au moyen d'une série de diagnostics spectroscopiques et hyperfréquences. Cette source est ensuite utilisée pour l'oxygénation de couches mince supraconductrices à haute température critique

Not available; Afin de déterminer dans quelle mesure une oxydation contrôlée du zircaloy-4 peut améliorer sa tenue à la corrosion, des traitements d'oxydation en post-décharge Ar-O2 en écoulement, dans différentes conditions, sont réalisés sur cet alliage. Des expériences d'oxydation thermique conventionnelle sont aussi effectuées pour servir de référence à l'évaluation des répercutions de l'emploi d'une post-décharge sur les cinétiques d'oxydation du Zircaloy-4 et sur la microstructure des couches de zircone (le comportement en corrosion ultérieur de ces couches étant tributaire de ce dernier facteur). Une première partie de l'étude, consacrée à l'examen, essentiellement par microscopie électronique à transmission, de films micrométriques d'oxyde obtenus entre 400 et 600°C, montre le caractère hétérogène de ces couches. Un certain nombre de phases hors d'équilibre est identifié. Leur stabilisation est attribuée entre autre à la teneur locale en oxygène. Le rôle prépondérant des conditions de germination et croissance de l'oxyde à l'interface avec le métal est également mis en évidence. La suite de l'étude est plus particulièrement consacrée à cet aspect: elle concerne des films interférentiels de zircone élaborés entre 250 et 350°C. On relève, dans cette gamme de températures, des écarts cinétiques entre l'oxydation conventionnelle et l'oxydation en post-décharge qui prouvent la plus grande réactivité des post-décharges. Celle-ci est partiellement reliée à la concentration en oxygène atomique qu'elles contiennent. L’étude microstructurale associée montre qu'il y a corrélativement diminution de la taille des cristallites de zircone et augmentation de leur stabilité dimensionnelle au cours du temps. Une croissance en épitaxie avec le métal est simultanément favorisée. Des traitements thermiques à 480°C ont confirmé ces tendances. L’extrapolation de l'ensemble des résultats obtenus à l'évolution ultérieure des couches tend à démontrer l'intérêt d'une oxydation en post-décharge pour l'amélioration de la tenue à la corrosion du Zircaloy-4

Dans le but d'améliorer les performances d'électrodes à base d'IO ou d'ITO, une étude comparative des propriétés électroniques de monocristaux, de céramiques et de couches minces a été réalisée. Nous avons pu ainsi proposer de nouveaux éléments dopants et, corrélativement, de nouvelles électrodes transparentes et conductrices (IO:Ge, ITO:Ge, ...).; non disponible

Not available, Le procédé étudié consiste à projeter au moyen d'un jet gazeux des particules d'organométalliques sur du verre chaud (à environ six cents degrés Celsius), pour le revêtir de couches minces d'oxydes, destinées à améliorer ses propriétés de surface. La connaissance de l'influence des différents paramètres sur le rendement de ce procédé devrait conduire aux conditions opératoires optimales. Ainsi, de premiers essais à température ambiante ont été réalisés avec une buse circulaire et des billes de verre (de tailles comprises entre dix et cent microns), afin de connaitre l'hydrodynamique des particules. Effectués en mode discontinu, (introduction impulsionnelle de poudre, cible fixe), ils ont montré que les grains s'arrêtent majoritairement dans une couronne centrée sur le point d'arrêt du jet (0). Ses dimensions augmentent avec le débit gazeux et la granulométrie de la poudre. En outre, une analyse précise des dépôts par traitement d'images a révélé l'existence d'une répartition granulométrique des particules déposées (leur distance au point 0 augmente avec leur taille). Une visualisation photographique des grains en cours de déplacement a permis d'observer leurs rebonds sur la plaque. Enfin, un modèle mathématique élaboré pour simuler les trajectoires des particules, rend bien compte des faits expérimentaux précitées. Une deuxième étude a été réalisée avec particules inertes voire fusibles sur plaque chaude, pour comprendre les transferts de chaleur entre grains, gaz et paroi. La modélisation théorique correspondante a supposé que les particules en déplacement ne peuvent s'échauffer que par convection ou rayonnement. Il résulte que, sous certaines conditions, la température des grains augmente avant leur arrêt hydrodynamique. Enfin, quelques essais ont été effectués avec les réactifs industriels. La suite de cette étude nécessite une connaissance précise des réactions chimiques mises en jeu

La première partie de cette thèse décrit l'élaboration et la caractérisation de couches minces supraconductrices de composition YBa2Cu3O7-d. Leurs propriétés de transport ont été analysées dans le cadre de la théorie B.C.S. La deuxième partie est relative à la mise en évidence et à l'étude des propriétés structurales de nouvelles perovskites de composition Ln2CuTiO6-d (Ln=terre rare) et AxLn2-xCu1+yTi1-yO6-d (A=alcalinoterreux). Un modèle de distribution cationique reposant sur des études de diffraction X et de microscopie électronique est proposé.; non disponible

Non disponible / Not available; La caractérisation thermodynamique et structurale du film tétrachlorure de carbone sur les plans de base du graphite a été mesurée par volumétrie d'adsorption entre 205 et 260 kelvins et par diffraction de rayons X entre 45 et 240 kelvins. Elle a permis de proposer un diagramme de phases avec apparition de la deuxième couche adsorbée à 217 kelvins et fusion continue du film en première couche. Les températures critiques de condensation des première et deuxième couches sont respectivement 233 et 239 kelvins. L'étude thermodynamique et structurale (par diffraction de rayons X et diffraction de neutrons) des couches mixtes krypton-tétrachlorure de carbone et méthane-tétrachlorure de carbone met en évidence le déplacement partiel du film pré-déposé par l'adsorbat le moins condensable. La miscibilité du tétrachlorure de carbone avec le krypton ou le méthane dans la couche adsorbée est très faible sinon inexistante.

Par évaporation sous vide avec un laser pulse, on se propose de fabriquer des couches minces de matériaux varies et des multicouches utilisables pour la réalisation de miroirs a rayons x-uv; les paramètres pour la réflectivité des empilements que nous essayons d'améliorer sont: la pureté, l'homogénéité d'épaisseur, la compacité et la planéité des interfaces des différentes couches obtenues. Nous avons mis en place un dispositif qui utilise un laser nd-yag pulse ayant une densité de puissance au niveau de la cible supérieure a 100 millions de watts par centimètre carre. Un déplacement dans deux directions orthogonales assure un balayage uniforme du faisceau de la cible. L'épaisseur des couches est contrôlée pendant le dépôt par une microbalance a quartz. L'ensemble est gèré par un micro-ordinateur permettant le pilotage automatique de la fabrication de couches simples et multicouches. Pour la plupart des matériaux étudiés, les couches minces fabriquées ont une densité du matériau massif. La rugosité aux interfaces (c sur w par exemple) est souvent meilleure que celle obtenue dans le cas d'une évaporation thermique classique. Il reste a résoudre les problèmes d'homogeneite d'épaisseur que nous avons mis en évidence. Les projections de gouttelettes de matériau durant l'évaporation posent un problème, particulièrement aigu dans le cas du silicium, ou la surface des couches présente des aspérités sous forme de gouttelettes solidifiées .

Par évaporation sous vide avec un laser pulse, on se propose de fabriquer des couches minces de matériaux varies et des multicouches utilisables pour la réalisation de miroirs a rayons x-uv; les paramètres pour la réflectivité des empilements que nous essayons d'améliorer sont: la pureté, l'homogénéité d'épaisseur, la compacité et la planéité des interfaces des différentes couches obtenues. Nous avons mis en place un dispositif qui utilise un laser nd-yag pulse ayant une densité de puissance au niveau de la cible supérieure a 100 millions de watts par centimètre carre. Un déplacement dans deux directions orthogonales assure un balayage uniforme du faisceau de la cible. L'épaisseur des couches est contrôlée pendant le dépôt par une microbalance a quartz. L'ensemble est gèré par un micro-ordinateur permettant le pilotage automatique de la fabrication de couches simples et multicouches. Pour la plupart des matériaux étudiés, les couches minces fabriquées ont une densité du matériau massif. La rugosité aux interfaces (c sur w par exemple) est souvent meilleure que celle obtenue dans le cas d'une évaporation thermique classique. Il reste a résoudre les problèmes d'homogeneite d'épaisseur que nous avons mis en évidence. Les projections de gouttelettes de matériau durant l'évaporation posent un problème, particulièrement aigu dans le cas du silicium, ou la surface des couches présente des aspérités sous forme de gouttelettes solidifiées .

Dans le cadre des travaux du LCS, du LEMME et du GRL sur les "smart windows" (vitrage a transmission contrôlée de la lumière) faisant intervenir deux films électrochrômes complémentaires insérant réversiblement les ions Li+, nous avons étudie les propriétés de films minces déposés par pulvérisation cathodique: les électrodes transparentes (ET) d'une part, et les films électrochimichromes (EC) d'autre part. Les performances des ET à base d'oxyde d' indium et (ou) d' étain, ont été améliorés par des dopages appropries. C'est ainsi que les oxydes SnO2:F (FTO), In2O3-SnF2 (FITO), In2O3-x(IO) allient, lorsqu'ils sont déposés en couches minces, une excellente transparence à une conductivité très élevée. Les EC étudies, Li2x-yNi1-xO et Li1-xCrO2. Ces nouveaux matériaux présentent des performances inéégalées a ce jour ; elles sont a l'état amorphe de bonnes caractéristiques électrochromes, complémentaires de celles de WO3. Ces nouveaux matériaux présentent des performances inégalées à ce jour; elles sont liées à la présence de liaisons pendantes. Les mécanismes de conduction mixte (ionique-électronique) s'expliquent sur la base du modèle des petits polarons.; non disponible

Non disponible / Not available, Nous avons centré nos travaux sur le développement des mesures physicochimiques nécessaires à la compréhension et à la maitrise des conditions de croissance contrôlées en flux a haute température de KTiOPO4, isotypes et solutions solides associées. Nous nous sommes spécialement attaches a interpréter le rôle respectif de la diffusion des espèces chimiques dans le flux et de la réaction de cristallisation a l'interface cristal-liquide. Nous avons montre la faisabilité de couches minces monocristallines de composition K[indice x] M [indice 1-x] TIOP [indice y] AS[indice 1-y] O[indice 4] (M = Rb, Cs; 0 < x,y < 1)épitaxies sur un substrat isotype. Ceci permet d'envisager la fabrication de guides d'onde optique par variation de la composition chimique superficielle.

For a thin specimen X-ray absorption and fluorescence in the specimen can, to a first approximation, be ignored and observed characteristic X-ray intensity ratios, I[A] / I[B] can be converted into weight fraction ratios, C[A] / C[B] by multiplying by a constant, k[AB] : C[A] / C[B] = k[AB] I[A] / I[B]. k[AB] values can be calculated or determined experimentally. X-ray absorption within the sample must be considered when there is a significant difference in the energy of the characteristic X-rays. Fluorescence effects due to continuum X-rays can be ignored in thin specimens and characteristic fluorescence is much less than that observed in bulk specimens. Expressions are given for both the absorption and fluorescence corrections. Beam spreading in an orthopyroxene at 100 kV is calculated using a model based on Rutherford scattering, and this is compared with experimental results., L'absorption et la fluorescence du rayonnement X dans un échantillon mince peuvent, en première approximation, être négligées, et les rapports d'intensité des rayonnements X caractéristiques I[A] / I[B] peuvent être transformés en rapports de fraction massique C[A] / C[B] en multipliant par une constante k[AB] : C[A] / C[B] = k[AB] I[A] / I[B]. Les valeurs k[AB] peuvent être calculées ou déterminées expérimentalement. L'absorption X dans l'échantillon doit être prise en compte quand il y a une différence significative entre les énergies des rayonnements X caractéristiques. Les effets de fluorescence dus au fond continu peuvent être négligés dans les échantillons minces et la fluorescence caractéristique est bien moins importante que celle observée dans les échantillons massifs. On donne les expressions permettant les corrections d'absorption et de fluorescence. En utilisant un modèle s'appuyant sur la diffusion de Rutherford, on calcule l'élargissement du faisceau dans un orthopyroxène à 100 kV, que l'on compare aux résultats expérimentaux., Champness Pamela E., Cliff Graham, Lorimer Gordon W. Quantitative analytical electron microscopy. In: Bulletin de Minéralogie, volume 104, 2-3, 1981. 12e assemblée générale de l'I.M.A. - Orléans – Juillet 1980. Première partie : croissance cristalline / Physique des minéraux / Microscopie électronique.

Pour des températures de décomposition inférieures a 550**(O)C et une pression de l'ordre de 10**(-5) TORR, les dépôts ne sont pas cristallisés. La composition chimique de ces dernières et les spectres d'absorption dans l'IR qui mettent en évidence l'existence de vibration d'élongation C-H de faible intensité montrent que des composés organiques faiblement hydrogénés sont inclus dans les dépôts. Etude de la résistance à la corrosion et activité catalytique des revêtements. Etude de leur conductivité électrique.

PbZrxT1-x O3 (PZT) films on silicon substrates can be used for various micro mechanical devices. An insitu reactive sputter deposition process at 600°C has been developed for this application. Three magnetron sources with metal targets have been applied simultaneously. Within a certain process window, the [Pb] / ([Zr]+[Ti]) ratio in the film is self stabilized at stoichiometry by desorption of the excess Pb. Films of up to 1 micron thickness have been fabricated. For the composition x = 0.4 the films exhiba a remanent polarization of 20 to 25 µC/cm2, a dielectric constant of 1100 and a piezoelectric coefficient of 40 pC/N. The classical Pt/Ti bottom electrode needed to be improved by an additional layer of TiO2 between Ti and Pt. As a second choice the metallic oxide RuO2 has been investigated, too. PZT films on prototype membrane structures are currently processed. They will be applied in prototype micromotors for the watch industry.

For ten years, the significant increase in market new technologies is accompanied by an overall miniaturization of devices and energy sources associated with them. There has recently been a growing demand for micro-strong efficient energy sources, from the microelectronics industry for which the integration of these energy sources is a miniature major development ..., Depuis une dizaine d'années, l'accroissement important du marché des nouvelles technologies s'est accompagné d'une miniaturisation globale des dispositifs et des sources d'énergie qui leur sont associées. On assiste depuis peu à une demande de plus en plus forte en micro-sources d'énergie performantes, de la part des industriels de la microélectronique pour lesquels l'intégration de ces sources d'énergie miniatures constitue un axe majeur de développement...

The miniaturization of electronic components and their increasing number of functionalities induce a great interest for energy microsources such as thin films batteries. There are mainly developed for secondary systems, even if primary systems are also convenient for some applications. Currently, the main limitation is their specific capacity which does not exceed 200 µAh.cm 2.µm 1. In order to get a system having a high surfacic capacity, we focused on CuO, which react with lithium according to a conversion mechanism and exhibit a large theoretical capacity (425 µAh .cm-2.µm-1). CuO thin films were prepared by radiofrequency magnetron sputtering in a reactive mixture (Ar + O2). The influence of some deposition parameters (oxygen concentration, total pressure, substrate-target distance, the intentional heating or not of the substrates, target configuration) on their chemical, morphological and structural properties were investigated. The latter were also linked to their electrochemical performances, obtained with a liquid electrolyte or a solid electrolyte., La miniaturisation des appareils électroniques et la multiplication de leur fonctionnalités explique l'intérêt croissant porté aux microsources d'énergie telles que les microbatteries au lithium. Ces dernières sont principalement conçues pour une utilisation rechargeable, mais des systèmes non rechargeables peuvent également êtes envisagés pour certaines applications. Actuellement, la principale limitation de ces systèmes est leur capacité surfacique, n'excédant pas 200 µAh.cm-2. Afin d'obtenir une forte capacité surfacique, nous nous sommes intéressés à CuO, un matériau réagissant avec le lithium suivant un mécanisme de conversion, et présentant une capacité volumique théorique élevée (425 µAh .cm-2.µm-1). Des couches minces de CuO ont ainsi été préparées par pulvérisation radiofréquence à cathode magnétron sous atmosphère réactive (Ar + O2). L'influence des paramètres de dépôts (concentration d'oxygène, pression totale, température des substrats, distance cible-substrat, configuration de la cible) sur leurs propriétés chimiques, morphologiques et structurales a été étudiée. Ces dernières ont également été corrélées à leurs performances électrochimiques, obtenues avec un électrolyte liquide ou un électrolyte solide.

Lead zirconate titanate (PZT) ferroelectric thin films were elaborated on glass substrates by chemical solution deposition in the aim to realize integrated waveguide structures. In order to determine the refractive index and the thickness of the films, an M-lines spectroscopy experimental device was set up. Particular attention was given to the analysis of the results and possible error sources. This led us to establish an indexing criterion of the propagation modes, the efficiency of which was proven by numerical simulations. An optimization method was developed which allows the determination of the refractive index and the thickness of the films with a relative accuracy of 10-3. The M-lines characterization method was applied in order to study the influence of the PZT elaboration procedure on the refractive index. Linear and Mach-Zehnder type waveguides were realized by photolithography and wet chemical etching, light guiding along several tens of millimeters was demonstrated.; Dans l'objectif de réaliser des guides d'onde intégrés, des couches minces ferroélectriques de zirconate-titanate de plomb (PZT) ont été élaborées sur substrat de verre par dépôt chimique en solution. Un dispositif M-lines a été mis en place afin de déterminer l'indice de réfraction et l'épaisseur de ces films. Une attention particulière a été portée à l'analyse des résultats et des sources d'erreurs. Cela a conduit à la mise au point d'un critère d'indexation des modes de propagation dont l'efficacité a été prouvée par des simulations numériques. Une méthode d'optimisation a été développée permettant d'obtenir l'indice et l'épaisseur des films avec une précision relative de 10-3. La caractérisation M-lines a été utilisée pour étudier l'influence sur l'indice de réfraction de l'élaboration du PZT. Des guides d'onde linéaires et Mach-Zehnder ont été réalisés par photolithographie et gravure chimique, leur capacité à guider la lumière sur plusieurs dizaines de millimètres a été démontrée.

1. Introduction 2. Assemblages mécaniques / Mechanical assemblies 3. Collage / Adhesive bonding 4. Brasage par verre de scellement / Glass sealing 5. Brasage par brasure métallique / Metallic braze-solder 6. Conclusions

In the field of photovoltaic devices, organic and CIGS-based solar cells are both promising way to compete with silicon-based technologies for low and high power generation. In order to provide safe and cost-effective thin films for these devices, zinc chalcogenides layers represent interesting opportunities to replace indium (expensive) and cadmium-based (toxic) layers. Semiconductors like Zn1-xMgxO and ZnS had been synthesized using an infrared assisted spray-CVD apparatus. The interaction between an aerosol and the infrared radiation is the main innovation in this process and sparked off many advantages. With this simple, vacuum-free and chemical soft technique, Zn1-xMgxO thin films exhibit excellent optical transparency, high electrical conductivity and an easily band gap adjustment. The obtained properties, compared with those reported by other traditional techniques, classed infrared assisted spray-CVD as an interesting and promising alternative technique in order to deposit thin films for such applications. ZnS thin films had been prepared with an original chemical precursor which enable to work without ZnCl2, the traditional corrosive chemical precursor in spray pyrolysis. In addition to that, some transparent conductive oxides (TCO) had been investigated by doping ZnO and Zn1-xMgxO layers with aluminum and/or gallium. With a very high optical transparency and a resistivity as low as 10-3 Ω.cm, ZnO:Al exhibit workable properties as transparent electrodes. Indeed, inverted organic solar cells had been realized with those TCO and proved their well-functioning into such devices.; Parmi les différentes cellules photovoltaïques existantes, les technologies à base de CIGS représentent aujourd'hui une alternative sérieuse à celles basées sur le silicium. De même, les technologies organiques émergent en vue d'applications sur le marché de la faible puissance. Afin d'être parfaitement concurrentielle, ces cellules doivent s'affranchir au maximum de la présence d'indium (surcoût) au sein de leurs structures (TCO, couche absorbante), ou de matériaux toxiques comme le CdS utilisé en tant que couche tampon. Les chalcogénures de zinc tels que le Zn1-xMgxO ou le ZnOzS1-z peuvent être employées à la place du CdS grâce à leurs propriétés semi-conductrices. En dopant le Zn1-xMgxO par un ou plusieurs atomes métalliques trivalents, on peut également créer des électrodes transparentes (TCO) pouvant substituer les électrodes traditionnelles à base d'indium (ITO). Les couches minces synthétisées au cours de ce travail ont été réalisées par spray-CVD, une technique de dépôt hybride et innovante utilisant un mode de chauffage radiatif. Les améliorations apportées au réacteur expérimental et les avantages qu'elles dégagent en font une alternative crédible aux techniques traditionnelles. Les couches de Zn1-xMgxO ainsi synthétisées exhibent de très bonnes propriétés, dont une énergie de gap facilement ajustable, une forte mobilité électronique et une très bonne transparence. De même, des couches de ZnS ont été réalisées par l'usage d'un précurseur original, permettant de s'affranchir du ZnCl2 (corrosif) couramment utilisé en spray pyrolyse. Les différents TCO étudiés ont montré de faibles résistivités (10-3 Ω.cm) et ont pu être testés dans des cellules solaires organiques en structures inverses.

Low temperature micro-solid oxide fuel cell (micro-SOFC) systems are an attractive alternative power source for small-size portable electronic devices due to their high energy efficiency and density. Here, we report on a thermally self-sustainable reformer micro-SOFC assembly. The device consists of a micro-reformer bonded to a silicon chip containing 30 micro-SOFC membranes and a functional glass carrier with gas channels and screen-printed heaters for start-up. Thermal independence of the device from the externally powered heater is achieved by exothermic reforming reactions above 470 °C. The reforming reaction and the fuel gas flow rate of the n-butane/air gas mixture controls the operation temperature and gas composition on the micro-SOFC membrane. In the temperature range between 505 °C and 570 °C, the gas composition after the micro-reformer consists of 12 vol.% to 28 vol.% H2. An open-circuit voltage of 1.0 V and maximum power density of 47 mW cm−2 at 565 °C is achieved with the on-chip produced hydrogen at the micro-SOFC membranes.