Caractérisation physico-chimique de couches minces de niobium déposées par pulvérisation magnétron sur la surface interne de cavités électromagnétiques accélératrices
Auteur / Autrice : | Denis Vion |
Direction : | Pierre François Gobin |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Génie des matériaux |
Date : | Soutenance en 1993 |
Etablissement(s) : | Lyon, INSA |
Ecole(s) doctorale(s) : | Ecole doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne1992?-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : GEMPPM - Groupe d’Etudes de Métallurgie Physique et de Physique des Matériaux (Lyon, INSA ; 1975-2007) |
Entreprise : Centre européen pour la recherche nucléaire |
Mots clés
Résumé
Les performances énergétiques des cavités accélératrices supraconductrices en cuivre massif recouvertes intérieurement d'un film de niobium, dépendent de la résistivité dudit film à basse température. Cette résistivité est elle-même fonction de la nature et de la quantité des défauts introduits dans les films durant leur élaboration par pulvérisation magnétron. Des films de rapport résistif résiduel (RRR) d'environ 60 ont été produits sur des substrats de cuivre préalablement recuit, s:simultanément à des films de RRR d’environ 20, déposés sur cuivre non recuit. Divers moyens de caractérisation ont été mis en œuvre sur les deux types de films, afin de déterminer quels sont les défauts majoritairement responsables de leur résistivité. Les observations en microscopie électronique révèlent que seuls les films de forts RRR présentent des grains en relation d'épitaxie avec le substrat la taille moyenne de ces grains est de deux à trois fois plus importante que pour les films de RRR faibles. Les mesures par diffraction X montrent que les déformations et micro-déformations sont sensiblement égales pour les deux types d'échantillons. Il en est de même de la teneur en argon des films mesurée par thermo-désorption. Les tentatives de masure des teneurs en impuretés interstitielles se sent révélées infructueuses. Il est cependant que la résistivité des films n'étant pas en épitaxie sur le substrat, est due aux joints de grains, la. Résistivité spécifique moyenne de ces derniers étant comprise entre 3 et 4. E ( -16) Ohm mètre carré. Ces travaux montrent que l’amélioration des couches de niobium des cavités passe par une optimisation de la préparat1on du substrat en cuivre.