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Cozzolino, Raphaël. Etude de couches minces organométalliques déposées par procédé plasma basse pression à partir de zirconium tert butoxide : application aux traitements antireflets

Cozzolino, Raphaël (2012). Etude de couches minces organométalliques déposées par procédé plasma basse pression à partir de zirconium tert butoxide : application aux traitements antireflets.

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Résumé en francais

Cette thèse se situe dans le cadre du projet PIXCELL, une collaboration entre la société Essilor et trois laboratoires toulousains : LAAS, LAPLACE, CIRIMAT. L'objectif de ce projet est de concevoir un système optique pixellisé. Ce système est constitué par une matrice de pixels prise en sandwich par plusieurs films polymères. Les procédés plasmas basses pressions ont été choisis comme solution pour traiter plusieurs parties de ce système dans le but de lui donner de nouvelles propriétés. Une première étude a montré que le dépôt de couches minces organosiliciés par plasma permettait d'encapsuler ce système afin d'augmenter sa durée de vie. L'objectif de notre étude est d'apporter une nouvelle fonctionnalité à ce système par procédé plasma: le traitement antireflet. Ce type de traitement permet d'améliorer la transparence des systèmes optiques. Classiquement il est constitué d'un empilement de couches minces d'épaisseurs et d'indices de réfraction différents (alternativement haut indice /bas indice). Par procédé plasma les couches minces d'organosiliciés possèdent des indices de réfraction faible (1.43 à 1.56). Pour réaliser ce traitement, Il a été donc nécessaire de trouver une solution permettant de déposer des couches à indices de réfraction élevés. La molécule avec laquelle il est apparu possible de réaliser un matériau haut indice de réfraction est le Zirconium Tert-Butoxide (ZTB). Ainsi le dépôt de couches minces à partir de ZTB a été étudié en fonction des différents paramètres du procédé: puissance micro-onde, pourcentage de gaz oxydant (O2), polarisation et température du porte substrat. Les propriétés physico-chimiques et optiques des couches obtenues ont été investiguées afin de choisir le matériau le plus adéquat à la réalisation d'un antireflet multicouche. Il a été mis en évidence que l'indice de réfraction de ces couches pouvait être contrôlé entre 1.58 et 2.05 essentiellement par le contrôle du pourcentage de gaz oxydant dans le mélange ZTB+O2. Ce changement d'indice a été relié aux changements de composition chimique. Leur morphologie a aussi été étudiée et un changement brusque à partir d'un certain rapport de gaz oxydant/ZTB a été mis en évidence. Nous avons observé le passage d'une structure homogène à une structure colonnaire à partir de 80% de gaz oxydant. En faisant varier la polarisation et la température du porte substrat, nous avons réussi à faire disparaitre la structure colonnaire des couches fabriquées avec le même taux de gaz oxydant. Ceci montre l'importance de la mobilité de surface sur la croissance de ces couches. Outre la description de ces phénomènes et leur compréhension, un traitement antireflet d'assez bonne qualité a pu être réalisé (réflexion aux alentours de 1.5% de la lumière incidente).

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Raynaud, Patrice
Ecole doctorale:Génie électrique, électronique, télécommunications (GEET)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire PLAsma et Conversion d'Energie (LAPLACE), UMR 5213
Mots-clés libres :Plasma basse pression - DECR - Couche mince - ZrOCH - Zirconium tert butoxide - Antireflet
Sujets :Electricite, électronique, automatique
Déposé le :17 Jun 2013 09:50