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TIPE controle de couches minces, revêtement de surface, usure de surface



  1. #1
    delphinelo

    Exclamation TIPE controle de couches minces, revêtement de surface, usure de surface

    bonjour !
    jvoudrais savoir quel type de problématique aborder sur le revètement de surface, ou le controle des couches minces, sachant que j'ai pas mal de moyens au niveau expérience (machines ..).je ne sais pas vraiment quoi traiter précisément. donc si vous avez des idées pour un tipe basé sur ce sujet n'hésitez pas !
    merci davance

    -----

    delphinelo

  2. #2
    LithiumIoniC

    Re : TIPE controle de couches minces, revêtement de surface, usure de surface

    Bonjour,

    Tout d'abord je te conseille pour ton sujet de bien définir le cadre d'application tel que tu l'entends pour les couches minces. En effet, l'étude des couches minces et les paramètres critiques des dépots différent selon les cas dans lesquels on les emploie. Une étude générale sur l'ensemble des couches minces peut être faite mais elle me semble très vaste.

    Afin de t'aider voici les principaux intérêts qui ont amenés à l'emploi de couches minces, ainsi que quelques exemples:

    -retrouver les propriétés d'un matériau sur des épaisseurs fines:
    exemples: revetement de surface pour des propriétés anti-usure, anti corrosion (peinture de voiture), pour une compatibilité de biomédicale (dépôt de matériau bio compatibles donc non contaminants sur des prothèses en titane), ou propriétés optiques (dépot de couches non rélfléchissantes pour lunettes et vitres antireflet).

    -renforcer les propriétés d'un matériau
    exemple : propriétés catalytiques améliorées lorsque le rapport Surface/volume augmente.

    -Créer de nouveaux matériaux qui ne peuvent exister à l'état massif

    -Créer de nouveaux dispositifs (en microélectronique et optoélectroniques)
    exemple : transistor Metal/oxyde/semiconducteur en microélec.
    Laser (miniaturisé) à hétérojonctions

    Tous ces exemples montrent bien que les applications sont très diverses. Selon le cas d'application les enjeux ne sont pas les mêmes ce qui m'amène à te parler de la problématique.

    De façon générale, je pense que tous les cas d'applications ont au moins un premier problème à résoudre qui est de savoir si le matériau que l'on souhaite déposer en couches minces peut l'être sur le support à recouvrir. Des modèles thermodynamiques tout à fait compréhensibles au niveau Prépa permettent de déterminer si le dépôt se fera, selon des paramètres dépendant du matériau déposé et du matériau du support.
    Le second problème est de connaitre la qualité de la liaison. Lorsque les atomes d'un matériau se mettent en surface d'un autre matériau et s'y accrochent (on dit qu'il y a adsoprtion), la liaison est soit de nature électrostatique (on parle de physisorption), soit de nature chimique (il y a alors réaction et formation de liaisons covalentes et on parle de chimisorption). on recherche en général la chimisoprtion, car la tenue du matériau déposé est bien meilleure.

    De façon plus particulière, je pense que dans les cas de dépot à l'échelle macroscopique (couche anti corrosion, anti usure etc), les problèmes se limitent aux deux cités précédemment.
    Dans le cas des propriétés optiques, notamment couches anti reflet il est essentiel d'avoir un controle de l'épaisseur du matériau déposé car son épaisseur imposera la longueur d'onde (donc la "couleur") qui ne sera pas réfléchie.
    Dans le cas de la microélectronique les problèmes sont les plus importants, où on cherche en règle général, des couches cristalline parfaite (organisation des atomes en réseaux sur une grande distance), contrairement aux autres cas ou des phases moins organisés peuvent convenir (polycristalline ou amoprhe). on cherche également des accords de maille avec les couches d'autres matériaux qui ont été déposés , c'est a dire en gros qu'il faut que les couches cristallines de deux matériaux différents s'attachent entre elles atomes par atomes). Les machines et les technologies employées pour les dépots deviennent alors très pointues.

    Pour conclure j'espere que mon exposé assez long n'aura pas trop semé le trouble dans ton esprit. Je pense que ton sujet est très intéressant notamment pour un TIPE PC (je sais pas trop en quelle filiere tu es), car il fait intervenir des notions de physique (modèle thermodynamique), de chimie et même dans le cas des couches minces pour la microélectronique, de cristallographie (au programme en PC). Cependant il faut bien définir ta problématique et le sujet sur lequel tu vas te pencher tant le domaine des couches minces est vaste.

    N'hésites pas à me recontacter (en MP ou ici) pour des précisions ou des questions .

    Bon courage,

    A+

  3. #3
    delphinelo

    Re : TIPE controle de couches minces, revêtement de surface, usure de surface

    Bonjour LithiumIonic!
    du nouveau concernant mon tipe sur les couches minces : alors tout d'abord, bien que cela puisse paraitre surprenant, je suis en MP, et non en PC.ma première idée de TIPE était sur la filière amont de l'uranium, mais n'ayant rien trouvé à faire de personnel dessus, j'ai complètement changé:mon père dirige une entreprise de revètements de surface donc jme suis dit que du point de vue des expériences je devrais bien pouvoir faire quelque chose, et finalement je trouve ce sujet intéressant.
    bref, concernant le tipe lui même:
    je m'intéresse non pas aux couches minces dans le domaine optique (je ne savais même pas que cela existait), mais celles réalisées sur des métaux, et plus particulièrement les couches minces de carbone amorphe (ou DLC :diamond-like-carbon), et je comptais plus précisément faire des mesures de dureté.j'ai fait quelques recherches sur les différents essais de dureté (Brinelle, Vickers, Rockwell), néanmoins je ne trouve pas grand chose sur la nano-indentation.(je n'ai aussi cherché que sur internet, mais je vais continuer mes recherches dans des bibliothèques, et j'ai un contact avec quelqu'un qui fait une thèse sur ce type de couches minces et qui pourrait m'en dire +) En effet les mesures de dureté de ce type de couches minces se fait grace à la nano-indentation.
    donc si je devais élaborer une première ébauche de plan, çe serait :
    - les couches minces de carbone amorphe
    - caractérisation mécanique : la dureté
    - tp :mesure de dureté d'un échantillon
    voila pour te mettre au courant de mon avancée et si tu as un avis à me donner ou dautres renseignements n'hésite pas, en tout cas j'ai été très contente qu'on me réponde avec autant d'intéret.
    je dois parler de mon projet avec mes profs la semaine prochaine, donc je verrais ce qu'ils en disent.

    merci et à biento !
    delphinelo

  4. #4
    Fifiesim

    Re : TIPE controle de couches minces, revêtement de surface, usure de surface

    Citation Envoyé par LithiumIoniC Voir le message
    Bonjour,

    Tout d'abord je te conseille pour ton sujet de bien définir le cadre d'application tel que tu l'entends pour les couches minces. En effet, l'étude des couches minces et les paramètres critiques des dépots différent selon les cas dans lesquels on les emploie. Une étude générale sur l'ensemble des couches minces peut être faite mais elle me semble très vaste.

    Afin de t'aider voici les principaux intérêts qui ont amenés à l'emploi de couches minces, ainsi que quelques exemples:

    -retrouver les propriétés d'un matériau sur des épaisseurs fines:
    exemples: revetement de surface pour des propriétés anti-usure, anti corrosion (peinture de voiture), pour une compatibilité de biomédicale (dépôt de matériau bio compatibles donc non contaminants sur des prothèses en titane), ou propriétés optiques (dépot de couches non rélfléchissantes pour lunettes et vitres antireflet).

    -renforcer les propriétés d'un matériau
    exemple : propriétés catalytiques améliorées lorsque le rapport Surface/volume augmente.

    -Créer de nouveaux matériaux qui ne peuvent exister à l'état massif

    -Créer de nouveaux dispositifs (en microélectronique et optoélectroniques)
    exemple : transistor Metal/oxyde/semiconducteur en microélec.
    Laser (miniaturisé) à hétérojonctions

    Tous ces exemples montrent bien que les applications sont très diverses. Selon le cas d'application les enjeux ne sont pas les mêmes ce qui m'amène à te parler de la problématique.

    De façon générale, je pense que tous les cas d'applications ont au moins un premier problème à résoudre qui est de savoir si le matériau que l'on souhaite déposer en couches minces peut l'être sur le support à recouvrir. Des modèles thermodynamiques tout à fait compréhensibles au niveau Prépa permettent de déterminer si le dépôt se fera, selon des paramètres dépendant du matériau déposé et du matériau du support.
    Le second problème est de connaitre la qualité de la liaison. Lorsque les atomes d'un matériau se mettent en surface d'un autre matériau et s'y accrochent (on dit qu'il y a adsoprtion), la liaison est soit de nature électrostatique (on parle de physisorption), soit de nature chimique (il y a alors réaction et formation de liaisons covalentes et on parle de chimisorption). on recherche en général la chimisoprtion, car la tenue du matériau déposé est bien meilleure.

    De façon plus particulière, je pense que dans les cas de dépot à l'échelle macroscopique (couche anti corrosion, anti usure etc), les problèmes se limitent aux deux cités précédemment.
    Dans le cas des propriétés optiques, notamment couches anti reflet il est essentiel d'avoir un controle de l'épaisseur du matériau déposé car son épaisseur imposera la longueur d'onde (donc la "couleur") qui ne sera pas réfléchie.
    Dans le cas de la microélectronique les problèmes sont les plus importants, où on cherche en règle général, des couches cristalline parfaite (organisation des atomes en réseaux sur une grande distance), contrairement aux autres cas ou des phases moins organisés peuvent convenir (polycristalline ou amoprhe). on cherche également des accords de maille avec les couches d'autres matériaux qui ont été déposés , c'est a dire en gros qu'il faut que les couches cristallines de deux matériaux différents s'attachent entre elles atomes par atomes). Les machines et les technologies employées pour les dépots deviennent alors très pointues.

    Pour conclure j'espere que mon exposé assez long n'aura pas trop semé le trouble dans ton esprit. Je pense que ton sujet est très intéressant notamment pour un TIPE PC (je sais pas trop en quelle filiere tu es), car il fait intervenir des notions de physique (modèle thermodynamique), de chimie et même dans le cas des couches minces pour la microélectronique, de cristallographie (au programme en PC). Cependant il faut bien définir ta problématique et le sujet sur lequel tu vas te pencher tant le domaine des couches minces est vaste.

    N'hésites pas à me recontacter (en MP ou ici) pour des précisions ou des questions .

    Bon courage,

    A+
    Pouvez vous me contacter à l'adresse Email :
    ####### problème de couche mince isolante sur surface conducteur aluminium.
    Merci
    Dernière modification par benjy_star ; 14/09/2007 à 11h15. Motif: email+tel

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