Thèse soutenue

Elaboration de couches minces sol-gel dopées par des nanoparticules magnétiques en vue d’applications optiques

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Auteur / Autrice : Christophe Massard
Direction : Jean-Louis Taverdet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Énergétique. Génie des procédés
Date : Soutenance en 2006
Etablissement(s) : Saint-Etienne

Mots clés

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Résumé

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Ce travail est consacré à l’élaboration de couches minces par procédé sol-gel pour des applications magnéto-optiques. Afin de répondre au cahier des charges de l’utilisation technologique ultérieure de ces films, il faut produire un matériau suffisamment souple pour être peu biréfringent, possédant un indice optique adapté, et dopé par des nanoparticules ferrimagnétiques spécifiques. Pour satisfaire ces exigences, des couches minces d’oxyde mixte SiO2-TiO2 ont été réalisées. Les différentes caractérisations physico-chimiques (FTIR, RBS, mesures de contraintes et d’indices optiques…) conduites sur ces revêtements ont permis de mettre en évidence que les traitements thermiques les plus doux sont les plus adaptés à la limitation de la biréfringence. Parallèlement, les essais de dopage sur ces matériaux n’ont pas permis de mettre en évidence l’effet de rotation Faraday recherché. Nous avons donc été conduit à développer des couches minces hybrides inorganiques-organiques photopolymérisables pour tenter de satisfaire nos objectifs de recherche. Le taux de conversion organique, évalué par spectroscopie infrarouge joue un rôle important dans la réduction des contraintes résiduelles dans la couche. Ainsi, des taux de conversion de l’ordre de 60 % ont permis d’obtenir des matériaux peu biréfringents tout en gardant des propriétés de résistance à l’usure acceptables comme l’ont montré les analyses tribologiques. La mise en œuvre du dopage de ces matériaux hybrides a été effectuée par le développement d’une formulation conjointe des sols et du dopant afin de réaliser une compatibilité chimique entre les divers constituants présents. La réalisation de couches minces hybrides dopées par du ferrite de cobalt a été effectuée. Pour améliorer les propriétés magnéto-optiques des films, il faut pouvoir augmenter la concentration du dopant dans le matériau solide