Contribution à l'étude microstructurale des couches minces supportées a-SiOXCY:H et autres membranes poreuses
Résumé
Les travaux présentés dans ce mémoire d'Habilitation à Diriger des Recherches sont divisés en deux parties.
Le premier chapitre est consacré à l'élaboration de films par CVD assistée par plasma (PECVD) de type a-SiOXCY:H à partir de différents précurseurs organosiliciés et conditions expérimentales, leur caractérisation physicochimique et microstructurale ainsi que leur utilisation en tant que membranes pour la séparation de gaz. Cette étude amène à la conclusion qu'une meilleure connaissance du réseau amorphe est nécessaire pour comprendre l'immobilisation et le transfert d'espèces à travers ces matériaux.
Le second chapitre présente une famille de méthodes de caractérisation couplant l'absorption et l'adsorption de molécules sondes avec des méthodes de caractérisation dédiées à l'analyse de couches minces supportées : l'ellipsométrie, la réflectométrie des rayons X aux bas angles, la gravimétrie par microbalance à quartz, toutes les trois couplées chacune avec un dispositif permettant la sorption et la désorption contrôlées de différents gaz et différentes vapeurs. Elles s'appliquent donc aux films minces PECVD mais aussi à tout matériau en couche mince supportée de type polymère ou céramique. Ces techniques de caractérisation in situ, tout à fait intéressantes dans le cadre de l'étude des membranes car elles permettent d'analyser les interactions pénétrant – matrice, sont en cours de développement et apporteront des informations pour la compréhension des mécanismes de transfert.
Mots-clefs : PECVD, couches minces et membranes, nanoporosité, EP, QCM, RRX
Le premier chapitre est consacré à l'élaboration de films par CVD assistée par plasma (PECVD) de type a-SiOXCY:H à partir de différents précurseurs organosiliciés et conditions expérimentales, leur caractérisation physicochimique et microstructurale ainsi que leur utilisation en tant que membranes pour la séparation de gaz. Cette étude amène à la conclusion qu'une meilleure connaissance du réseau amorphe est nécessaire pour comprendre l'immobilisation et le transfert d'espèces à travers ces matériaux.
Le second chapitre présente une famille de méthodes de caractérisation couplant l'absorption et l'adsorption de molécules sondes avec des méthodes de caractérisation dédiées à l'analyse de couches minces supportées : l'ellipsométrie, la réflectométrie des rayons X aux bas angles, la gravimétrie par microbalance à quartz, toutes les trois couplées chacune avec un dispositif permettant la sorption et la désorption contrôlées de différents gaz et différentes vapeurs. Elles s'appliquent donc aux films minces PECVD mais aussi à tout matériau en couche mince supportée de type polymère ou céramique. Ces techniques de caractérisation in situ, tout à fait intéressantes dans le cadre de l'étude des membranes car elles permettent d'analyser les interactions pénétrant – matrice, sont en cours de développement et apporteront des informations pour la compréhension des mécanismes de transfert.
Mots-clefs : PECVD, couches minces et membranes, nanoporosité, EP, QCM, RRX
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