Mesures interférométriques des effets thermoélastiques générés par laser impulsionnel : application à la définition des propriétés d'adhérence de films minces céramiques déposés par P.V.D. sur substrats métalliques

par Corinne Lussiaud Sartori

Thèse de doctorat en Chimie Physique

Sous la direction de Roland Oltra.

Soutenue en 1997

à Dijon .


  • Résumé

    Il existe plusieurs moyens d'expulser, par une impulsion laser, un film déposé sur un substrat : - tir laser indirect côté substrat (substrat absorbant à la longueur d'onde du laser) - tir laser direct côté film (film absorbant) -tir laser direct côté film (film transparent) si les mécanismes à l'origine de l'expulsion du film sont connus dans les deux premiers cas, peu de travaux ont été consacrés au dernier cas qui fait l'objet de cette étude. Deux phénomènes distincts à l'origine de la rupture des liaisons a l'interface film/substrat ont été identifiés : - phénomène thermique : une partie de l'impulsion laser est absorbée dans le substrat conduisant localement à une élévation de température, - phénomène mécanique : génération d'une onde ultrasonore de compression qui se propage en volume. Des équations analytiques prévoient le déplacement à l'épicentre (point positionné sur la face opposée au tir laser directement en face du centre de la zone irradiée) lorsqu'une impulsion lumineuse est dirigée sur le substrat nu. En revanche, ces équations ne décrivent pas les déplacements lorsqu'un film est déposé sur la face irradiée du substrat. Nous avons donc proposé un modèle prévoyant les déplacements engendrés à l'épicentre lors de l'irradiation laser d'un substrat recouvert d'un film transparent à la longueur d'onde du laser. Une sonde interférométrique mesurant les déformations engendrées par le tir laser à la surface des échantillons a permis de valider le modèle. Les cibles étudiées sont des disques métalliques recouverts d'un film d'oxyde de quelques micromètres d'épaisseur. Dans un premier temps, les déplacements expérimentaux induits à l'épicentre ont été comparés aux déplacements théoriques du modèle. Nous avons ainsi diagnostiqué avec précision l'efficacité du décapage laser. Trois régimes d'interaction ont été mis en évidence selon la densité d'énergie lumineuse mise en jeu : aucun effet rupture des liaisons à l'interface interne film - substrat, expulsion du film. Dans un second temps, la mesure interférométrique des déplacements directement au centre de la zone irradiée a permis de quantifier l'adhérence du film sur le substrat.

  • Titre traduit

    Interferometric probing of laser induced thermoelastical effects. Application to the quantification of interfacial adhesion. Between metallic substrate and physical vapour deposited oxide films


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  • Détails : 1 vol. (149 p.)
  • Annexes : Bibliographie : 91 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Bourgogne. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TDDIJON/1997/71
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