Les procédés d'élaboration utilisés par le TOP peuvent se répartir en trois catégories, classées par la nature des phases mises en jeu : liquide/solide et solide/solide, gaz/solide, et nanocristallisation. Ils sont étudiés dans une même vision multi-échelle en visant à décrire les phénomènes physico-chimiques relevant d'une échelle allant du nanomètre au mètre.
Les activités liquide/solide et solide/solide
Elles regroupent l'étude des relations entre microstructures et conditions de solidification ou de traitement thermique, le design et l'élaboration par coulée ou frittage par coulée ou frittage de nouveaux alliages à propriétés remarquables. Le choix de la nuance d'alliage est mené à la fois par une approche couplée de modélisation thermodynamique et la mise en oeuvre d'expériences clés.
D'autre part, la caractérisation fine de matériaux semi-conducteurs nanostructurés est développée dans le but de comprendre la formation et les propriétés des dislocations dites "enterrées" sous la surface (étude du dépôt de SiGe sur un substrat (001) Si, systèmes homo-épitaxiques Si/(001)Si et Si/(111)Si ).
D'autre part, la caractérisation fine de matériaux semi-conducteurs nanostructurés est développée dans le but de comprendre la formation et les propriétés des dislocations dites "enterrées" sous la surface (étude du dépôt de SiGe sur un substrat (001) Si, systèmes homo-épitaxiques Si/(001)Si et Si/(111)Si ).
Les activités gaz/solide
Celles-ci concernent la compréhension des phénomènes de vaporisation à l'équilibre et hors équilibre de matériaux condensés (mélanges de poudres) et l'optimisation de procédés de croissance ou de gravure à partir d'une phase gazeuse.
L'optimisation vise tant le développement du procédé que le choix du matériau le plus adapté par rapport à l'application. C'est le cas des études sur les nitrures envisagés comme barrière de diffusion entre cuivre et diélectrique (microélectronique), sur les oxydes high K (microélectronique) et sur les semiconducteurs à large bande interdite SiC et AlN (électronique de puissance). Ces études comprennent une mise en oeuvre simultanée de l'élaboration, de la caractérisation (électrique, chimique, structurale) et de la modélisation multiéchelle.
Les projets se réalisent dans le cadre d'une plate-forme d'élaboration comprenant des réacteurs CVD, ALD et CF-PVT : cette infrastructure permet d'élaborer des couches ultra minces à minces (du nm au mm). Une action forte est menée sur l'élaboration de films épais monocristallins ou polycristallins de SiC, qui s'est élargie maintenant à l'élaboration du matériau AlN à forte vitesse et haute température et à la modélisation du procédé de croissance. Citons également l'élaboration de nanotubes de carbone par CVD en collaboration avec les groupes SIR et PM.
Les projets se réalisent dans le cadre d'une plate-forme d'élaboration comprenant des réacteurs CVD, ALD et CF-PVT : cette infrastructure permet d'élaborer des couches ultra minces à minces (du nm au mm). Une action forte est menée sur l'élaboration de films épais monocristallins ou polycristallins de SiC, qui s'est élargie maintenant à l'élaboration du matériau AlN à forte vitesse et haute température et à la modélisation du procédé de croissance. Citons également l'élaboration de nanotubes de carbone par CVD en collaboration avec les groupes SIR et PM.
Procédés de nanocristallisation - élaboration de verres métalliques
Les activités nanocristallisation par des traitements thermiques de verres métalliques massifs et par mécanosynthèse sous faisceaux de lumière synchroton visent à élaborer des matériaux hors équilibre, pour leurs propriétés remarquables (mécaniques, chimiques), tout en apportant la compréhension et la modélisation des phénomènes de formation des phases métastables. La compréhension et la maîtrise des corrélations entre propriétés mécaniques et nanostructures sont naturellement systématiques .
Cuivre durci par des éléments d'addition pour atteindre la résistance mécanique de l'acier et la couleur de l'or.
Enseignants/Chercheurs
- A. Antoni
- F. Baillet
- E. Blanquet
- R. Boichot
- R. Bonnet
- S. Lay
- A. Mantoux
- F. Mercier
- M. Pons
- A.R. Yavari
Post-Docs
- A. Constancias
- G. Giusti
- N. Panagiotopoulos
Doctorants
- Y. M. Abdelbasset
- O. Ivanova
- J. Ferrand
- Y.F. Guo
- M. Pellan (/GPM2)
Stagiaires
- I. Rebai
Visiteurs
- K. Georgarakis
- Min Zhang
- A. Moreina Jorge