Saint-Gobain

Reference : 577582

Thèse - Croissance de couches métalliques par pulvérisation cathodique : vers le contrôle de la microstructure des couches par les paramètres physiques du procédé PVD (H/F)

  • Research and Development
  • France
    AUBERVILLIERS
  • Thesis
  • Posting date : 04/14/2020

Position description

Leader mondial dans le domaine de l’habitat durable, Saint-Gobain conçoit et produit des matériaux innovants pour réduire l’impact environnemental des bâtiments. Pour le marché de l’isolation thermique renforcée, Saint-Gobain développe notamment des vitrages bas-émissifs grâce à l’utilisation d’empilements de couches minces dont certaines sont métalliques (e.g. Ag) et de l’ordre de quelques nanomètres. Ces couches sont déposées industriellement à la surface du verre par pulvérisation cathodique magnétron.

Saint-Gobain Research Paris (SGR Paris), un des principaux centres de R&D du groupe Saint-Gobain, accueille un département dédié au développement des produits à base de couches ainsi que le laboratoire mixte CNRS/ Saint-Gobain « Surface du Verre et Interfaces » (SVI). La compréhension des mécanismes intervenant lors de la croissance des couches minces PVD est une thématique clé pour ces deux entités. L’institut des NanoSciences de Paris (INSP) est un laboratoire de Sorbonne Université/CNRS dont les activités scientifiques se situent au cœur de la recherche fondamentale en nanosciences. L’équipe « Oxydes en Basses Dimensions » s’intéresse plus particulièrement aux propriétés physiques/chimiques des surfaces, films minces, nano-objets d’oxydes et de leurs interfaces avec l’environnement.

 

Différents paramètres de dépôt comme l’énergie des espèces dans le plasma, la géométrie de dépôt, la présence d’une couche d’accroche ou d’un autre élément (co-dépôt) sont connus pour leur impact sur la microstructure des couches. Cependant, pour des couches minces, les réels mécanismes sous-jacents restent encore mal définis du fait de caractérisations essentiellement post mortem.

L’objectif de ce projet de thèse est

  • D’étudier l’influence de ces paramètres procédé sur la nucléation et la croissance d’un point de vue fondamental grâce à des mesures operando (contraintes, réflectivité optique, résistivité, énergie des espèces par sonde EQP). Le but est d’obtenir une meilleure compréhension de l’impact de la diffusion de surface des espèces à différentes étapes de la croissance (nucléation, coalescence, percolation) sur la microstructure de la couche mince formée et plus particulièrement sur ses propriétés électriques.
  • De mettre à profit cette compréhension pour définir une ou plusieurs stratégies concernant ces paramètres (conditions opératoires, architecture…) dans le but de maitriser la mobilité de surface pendant le dépôt. Une attention spéciale sera également portée sur l’étude de l’implantation dans le substrat et dans la couche elle-même, grâce à l’utilisation de techniques ex-situ telles que la désorption thermique et et le XANES/EXAFS.
  • Identifier les paramètres permettant de favoriser une croissance plus 2D afin d’obtenir des grains plus larges et une rugosité interface plus faible (voir Figure) donc une couche très mince avec de propriétés de conductivité remarquables.

D’un point de vue expérimental, la thèse portera sur l’élaboration de couches minces métalliques (Ag, Mo…) par pulvérisation cathodique magnétron (DC, RF, voire HiPIMS). Le/la doctorant/doctorante utilisera, non seulement des outils de caractérisation operando, mais aussi ex situ disponible chez les partenaires (e.g. diffraction rasante…).  

La thèse se déroulera entre l’INSP et le site SGR Paris au sein du laboratoire SVI dans le cadre d’un contrat CIFRE.

REQUIRED QUALIFICATIONS

Master 2 recherche ou école d’ingénieur avec spécialisation physique ou chimie des matériaux. Des connaissances en dépôts par voie physique et en physique de solide seraient un atout.

Who are we ?

Saint-Gobain conçoit, produit et distribue des matériaux et des solutions pensés pour le bien-être de chacun et l’avenir de tous. Ces matériaux se trouvent partout dans notre habitat et notre vie quotidienne : bâtiments, transports, infrastructures, ainsi que dans de nombreuses applications industrielles. Ils apportent confort, performance et sécurité tout en répondant aux défis de la construction durable, de la gestion efficace des ressources et du changement climatique.

Avec un chiffre d’affaires de 42,6 milliards d’euros en 2019, Saint-Gobain est présent dans 68 pays avec plus de 170 000 collaborateurs.

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Saint-Gobain Research Paris, est l’un des 8 grands centres de recherche de Saint-Gobain. Pour en savoir plus : www.sgr-paris.saint-gobain.com

 

 

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