Thèse soutenue

Processus physico-chimiques dans des plasmas d'ablation laser : étude par spectroscopie d'émission, d'absorption et par imagerie de fluorescence induite par laser

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : Christophe Dutouquet
Direction : Jörg Hermann
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique des plasmas
Date : Soutenance en 2001
Etablissement(s) : Orléans

Mots clés

FR

Mots clés contrôlés

Résumé

FR

L'un des principaux défauts du dépôt de couches minces par ablation laser est le manque de connaissances des mécanismes fondamentaux impliqués dans le procédé. En particulier, lorsque l'ablation laser est produite en présence d'un gaz réactif, le rôle des réactions chimiques entre le jet de vapeur et le gaz est une étape essentielle nécessitant une étude approfondie. Dans ce contexte, les densités d'espèces dans le panache du plasma et en particulier les densités de molécules ou radicaux formés par réactions chimiques ont été mesurées par spectroscopie d'émission, par fluorescence induite par laser (LIF) et par spectroscopie d'absorption lors de l'ablation de cibles de titane, d'aluminium, et de carbone dans l'oxygène ou l'azote à basse pression. L'analyse des spectres d'émission moléculaires et atomiques a permis de déterminer les températures rotationnelles, vibrationnelles et électroniques. Les mesures LIF ont permis de détecter les atomes et molécules dans l'état fondamental. Le faisceau laser sonde cylindrique est transformé en une nappe laser de 0. 2 ? 40 mm2 de section qui traverse le panache de plasma en passant par son axe de symétrie. La fluorescence induite est détectée par une caméra CCD rapide. Dans cette configuration, il est possible d'obtenir une cartographie tridimensionnelle des densités d'atomes et de molécules dans l'état fondamental. Les mesures d'absorption associées à celles de fluorescence induite par laser complètent les mesures de spectroscopie d'émission, permettant de détecter les espèces dans l'état excité dans des régions du plasma de plus haute température. L'ensemble des résultats met en évidence le rôle des réactions chimiques en phase plasma dans la synthèse de couches minces par ablation laser réactive.