Micromechanical characterization of thin coatings materials for micro- and nano- technologies applications
Caractérisation micromécanique de matériaux en couche mince destinés aux micro- et nano- technologies
Résumé
The development of micro- and nano- technologies is strongly correlated with the knowledge of the mechanical behavior of constitutive thin coatings. Experimental characterization is mandatory insofar as mechanical properties, at such a scale, are dependent of micro structural features and its history. Moreover, there are numerous implementations of thin coatings. This the sis reports a transversal approach, based on nanoindentation setup, in order to address the characterization of coatings deposited on substrate, and on uni axial tensile tests for freestanding specimens with a thickness less than the micrometer. Particularly, it lies on an itinerant microtensile apparatus, improved and evaluated during this work through campaigns performed on sputtering aluminium with thicknesses down to 700nm and 4µm thick electroplated gold.
Le développement des micro- et nano- technologies est aujourd'hui dépendant de la connaissance du comportement mécanique des couches minces constitutives de ces dispositifs. La caractérisation expérimentale des matériaux est primordiale car les propriétés mécaniques se trouvent, à une telle échelle, fortement dépendantes de l'historique de la couche et de sa microstructure. D'autre part, la mise en œuvre de ces couches minces est multiple. Cette thèse présente une approche transversale, s'articulant autour de techniques de nanoindentation, pour caractériser des couches déposées sur substrat, et de traction uniaxiale applicable à des couches minces autoportantes d'épaisseur submicronique. Elle s'appuie notamment sur un concept de platine de microtraction nomade qui a été amélioré et évalué à l'aide d'une mise en œuvre sur des éprouvettes en aluminium pulvérisé d'épaisseur variant entre 700nm et 1,5µm et des éprouvettes d'or électrolytique de 4µm d'épaisseur.
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