Synthèse de nanostructures d’oxyde de ruthénium par plasma micro-ondes en post-décharge à la pression atmosphérique
Auteur / Autrice : | Duclair Kuete Saa |
Direction : | Thierry Belmonte, Thomas Gries, Samuel Laminsi |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences des matériaux |
Date : | Soutenance le 08/06/2015 |
Etablissement(s) : | Université de Lorraine en cotutelle avec Université de Yaoundé I |
Ecole(s) doctorale(s) : | EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut Jean Lamour (Nancy ; Vandoeuvre-lès-Nancy ; Metz) |
Jury : | Président / Présidente : Jean-François Pierson |
Examinateurs / Examinatrices : Charles Péguy Nanseu-Njiki, Daniel Njopwouo | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Angélique Bousquet, Patrice Raynaud |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Diverses nanostructures de dioxyde de ruthénium ont été synthétisées par oxydation locale du ruthénium massif et de films minces de ruthénium au moyen de plasmas micro-ondes Ar-O2 en post-décharge à la pression atmosphérique. Ces revêtements ont été déposés préalablement par pulvérisation magnétron. Une étude approfondie a été réalisée pour déterminer l’évolution radiale de la température de surface qui évolue typiquement entre 530 K et 900 K. L’utilisation d’un plasma permet un abaissement de la température d’oxydation par rapport à des conditions thermiques dans la mesure où l’oxygène moléculaire est excité ou dissocié, ce qui fournit des espèces plus réactives comme l’oxygène singulet ou l’oxygène atomique. Suivant le substrat utilisé et les conditions opératoires, des structures en lamelles distantes de 20-50 nm, des micro-oursins localisés, des nanofils longs et denses et des microcristaux peuvent être formés. Les nanostructures obtenues ont été caractérisées par différentes techniques (microscopies électroniques, diffraction des rayons X ou spectrométrie de masse des ions secondaires). Les analyses MET ne révèlent pas d’orientation privilégiée des nanofils qui sont généralement monocristallins. Des mécanismes de croissance des nanostructures très différents ont été observés et identifiés. S’il apparaît qu’il est impossible sur substrat massif de ruthénium d’obtenir des nanostructures uniformément réparties, il en va autrement avec des substrats recouverts d’une couche mince de ruthénium qui permettent de former de véritables tapis de nanofils. La possibilité de localiser la croissance des nanofils par ajout de sels alcalins a été étudiée