Résumé de la thèse

La forte variation des propriétés électriques, thermiques et optiques des chalcogénures en fonction de leurs structures en a fait l’un des matériaux les plus largement étudiés pendant les dernières années. Les transitions de phase structurelles sont engendrées par la chaleur, notamment le retour à la phase amorphe depuis la phase cristalline se fait uniquement en passant, très rapidement, à travers la phase fondue. Cependant, aucune caractérisation thermique n’a été menée au-delà de sa température de fusion et à l’échelle micrométrique.

Les travaux de thèse portent sur la caractérisation thermique à l’échelle micrométrique d’un alliage à base de tellure lorsque ce matériau se trouve à l’état fondu, à haute température.

À cette fin, une cellule innovante d’emprisonnement du matériau fondu a été conçue et mise en place. Des structures de tellure au volume d’environ un microlitre ont été déposées sur un substrat de silicium utilisant la technique MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition). Ces structures ont été recouvertes par la suite d’une couche de protection capable de les emprisonner dans une matrice : silice amorphe déposée par EBPVD (Electron Beam Physical Vapor Deposition) et alumine amorphe déposée par ALD (Atomic Layer Deposition). La technique de la radiométrie photothermique modulée a été utilisée pour étudier les propriétés thermiques de ce type de cellules et de ces constituants. La résistance thermique de dépôt a été ainsi estimée en utilisant un modèle d’étude des transferts de la chaleur utilisant le formalisme des impédances thermiques. Ceci a permis dans le cas de l’alumine amorphe de déterminer sa conductivité thermique et la résistance thermique de contact avec le substrat jusqu’à 600 °C. Un long processus de conception, de mesure et d’analyse a été nécessaire afin d’obtenir une cellule capable de résister aux  contraintes des hautes températures. À l’heure actuelle, seule la caractérisation thermique jusqu’à 300 °C a été possible à cause de l’instabilité mécanique de ce dépôt hétérogène. Ceci a été confirmé par des caractérisations physico-chimiques par techniques XRR (X-Ray Reflectivity), XRD (X-Ray Diffraction) et SEM (Scanning Electron Microscopy).

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