Nouveaux outils expérimentaux pour l’analyse des propriétés thermiques de nanostructures élaborées par procédés plasma

New experimental techniques for measuring thermal properties of thin-films and nanostructures produced by plasma deposition

• Auteur / Autrice : Boubakeur Essedik Belkerk
• Direction : Yves Scudeller, Michèle Carette, Mohamed-Abdou Djouadi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science des matériaux, Ingénierie des matériaux
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Nantes
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Couches minces

Nitrure d'aluminium

Matériaux -- Propriétés thermiques

Mots clés libres

Matériaux en couches minces

Procédés plasmas

Nanoparois de carbone

Technique transitoire à ruban chaud

Résumé

Ce travail de thèse vise le développement de nouveaux outils expérimentaux pour l’analyse des propriétés thermiques des couches minces. Des sondes thermiques originales ont été mises en point. Ces sondes permettent d’analyser des évolutions de température sur des échelles de temps courtes [100 ns – 10 μs]. Des modèles de diffusion thermique ont été élaborés pour analyser les signaux de température et estimer les propriétés thermiques des matériaux. Des études expérimentales ont été menées sur des films de nitrure d’aluminium et des nanoparois de carbone élaborés par procédés plasmas. Les propriétés thermiques de ces matériaux sont en bon accord avec leurs caractéristiques structurales déterminées par diffraction aux rayons-X, microscopie électronique à balayage et à transmission

New experimental techniques for measuring thermal properties of thin films and nanostructures are presented. Probes have been designed and fabricated for detecting ultrafast transient temperature responses in the time window [100 ns - 10 μs] subsequent to electrical or optical pulses. Thermal transient models have been developed for estimating the thermal properties of materials by fitting the temperature signals. Experimental studies were carried on aluminum nitride and carbon nanowalls produced by plasma techniques. The thermal properties of those materials were found well correlated with the structural features of the films analyzed by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy.