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De Knoop, Ludvig. Development of quantitative in situ transmission electron microscopy for nanoindentation and cold-field emission

De Knoop, Ludvig (2014). Development of quantitative in situ transmission electron microscopy for nanoindentation and cold-field emission.

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Résumé en francais

Cette thèse porte sur le développement d'analyse quantitative d'expérience in situ de microscopie électronique en transmission (MET). Nous avons utilisé un porte objet spécial, qui combine les fonctions de polarisation électrique locale et tests de micro-mécanique. La méthode des éléments finis (MEF) a été mise en œuvre afin de comparer les résultats issus de la modélisation avec les résultats expérimentaux. En plus des techniques d'imagerie classique, l'holographie électronique a été employée pour mesurer des champs électriques et de déformation. La première partie traite de l'émission de champ d'une nanopointe faite d'un cône de carbone (CCnT). Ce nouveau type de matériaux pourrait remplacer les pointes de tungstène qui sont utilisés dans les canons d'électrons les plus avancés. Quand un champ électrique suffisamment fort est appliqué au CCnT, les électrons peuvent passer à travers la barrière d'énergie avec le vide par effet tunnel, ce qui correspond au phénomène d'émission de champ. En combinant holographie électronique avec les simulations MEF, une valeur quantitative du champ électrique local a été obtenue pour l'émission (2,5 V/nm). En faisant appel aux équations de Fowler-Nordheim, une valeur de la fonction de travail de sortie du CCnT est déterminée (4,8±0,3 eV). Nous avons également mesuré les charges sur le CCnT, avant et après le début de l'émission de champ. La deuxième partie porte sur la déformation plastique d'un film mince d'Al pour tester les interactions des dislocation - interface. Une dislocation à proximité d'une interface avec un matériau plus rigide doit être repoussée par celle-ci. Ici, nous constatons que les dislocations qui vont vers l'interface oxydée sont absorbées par cette interface rigide, même à température ambiante. La contrainte locale est déterminée par une combinaison de mesures de forces par le capteur et de calculs MEF. Enfin, des résultats préliminaires de combiner indentation in situ et holographie électronique en champ sombre sont présentés.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Hÿtch, Martin
Legros, Marc
Ecole doctorale:Sciences de la matière (SdM)
laboratoire/Unité de recherche :Centre d'Elaboration de Matériaux et d'Etudes Structurales (CEMES), UPR 8011
Mots-clés libres :In situ - Microscopie électronique à transmission - Emission de champ froid - Méthode des éléments finis - Holographie électronique - Charges élémentaires - Nanoindentation - Contrainte - Déformation
Sujets :Physique
Déposé le :12 Sep 2016 10:59