Mechanics of thin functional layers : instability and membership

• Auteur / Autrice : Jean-Yvon Faou
• Direction : Etienne Barthel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique et Chimie des matériaux
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Flambage (mécanique)

Adhésion (physique)

Couches minces

Résumé

La thèse concerne l’instabilité des couches minces et en particulier à la délamination des couches sur substrat rigide. La première partie du travail s’intéresse aux contraintes résiduelles dans les couches minces de molybdène déposées par pulvérisation cathodique. Elle a permis d’étudier et développer des couches fortement compressives pour la délamination. Dans la seconde partie du travail ces couches fortement contraintes sont utilisées pour provoquer la délamination par cloquage d’un empilement contenant une interface faible. La propagation ainsi que la morphologie des délaminations ont été étudiés. Les paramètres qui affectent la morphologie des délamination sont identifiés et permettent la construction d’un diagramme de phase. Dans la dernière partie du travail un modèle numérique couplant flambage d’une plaque mince et zone cohésive est développé afin de modéliser le phénomène de délamination par cloquage. Les résultats obtenus par la méthode des éléments finis sont en accord avec les expériences.

We have studied thin film instabilities and in particular buckling driver delamination of thin films on rigid substrates. In the first part we studied residual stress in molybdenum thin films deposited by magnetron sputtering. With these results we can deposit a film with high compressive stresses for delamination. In the second part, compressive stressed layers are used to induce buckling driven delamination of a stack with a weak interface. Propagation as well as morphology of delamination are studied. Parameters playing a role in the buckling morphology are identified and enable drawing of a phase diagram. The last part of the work is dedicated to the development of a numerical model coupling buckling of thin plate and cohesive zone in order to model buckling driven delamination. This model has been solved by finite elements method. Results are sound with experiments.