Recherche Avancée

Thèse soutenue

Caractérisation structurale des nitrures de fer préparés par évaporation et pulvérisation réactives et étude de la stabilité thermique des systèmes : TiH₂, Gd₁-xFex : H et Fe-N

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Auteur / Autrice : Hassan Chatbi
Direction : Michel Vergnat
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Nancy 1
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Résumé

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Cette thèse est consacrée à l'élaboration de films minces de nitrures de fer par évaporation et pulvérisation réactives, à leur caractérisation structurale et magnétique et à l'étude de leur stabilité thermique. La première méthode d'élaboration utilisée est la pulvérisation réactive à base d'un mélange gazeux argon -azote. Les films sont caractérisés par diffraction de rayons X, microscopie électronique et par spectrométrie Mössbauer. En modifiant la valeur des paramètres expérimentaux tels que la composition d'azote du mélange gazeux et la température du substrat, il est possible d'obtenir du nitrure de fer amorphe, ainsi que toutes les phases du diagramme d'équilibre Fe-N. La phase paramagnétique ζ-Fe₂N a fait l'objet d'une étude de mesures magnétiques à basse température qui a montré la possibilité de régler sa température de Curie en contrôlant la concentration d'azote dans l'échantillon. La deuxième méthode d'élaboration utilisée est l'évaporation réactive, le fer étant évaporé à partir d'un canon à électrons. L'utilisation de canons à ions a permis d'obtenir les phases du diagramme d'équilibre. De plus certaines conditions expérimentales permettent la synthèse de nitrures mal cristallisés possédant des champs hyperfins élevés. Le vieillissement de ces films par des recuits à 190°C conduit à l'apparition dans le spectre Mössbauer des trois sextuplets caractéristiques du nitrure α "-Fe₁₆N₂. L'étude de la stabilité thermique de l'azote dans les couches minces de nitrures de fer et dans les multicouches Fe/Fe₂N a été réalisée par des expériences de spectrométrie de désorption thermique. Cette technique, mise au point et testée en étudiant la stabilité de l'hydrogène dans l'hydrure de titane et les alliages amorphes gadolinium fer, a permis de déterminer le coefficient de diffusion de l'azote dans la phase γ -Fe₄N.