Synthese de couches minces resistives par pulverisation cathodique magnetron pour l'elaboration de resistances etalons calculables en courant alternatif

• Main Author: Morilhat, Alexandre
• Language: FRE
• Published: Université de Technologie de Belfort-Montbeliard 2011
• Subjects: [SPI] Engineering Sciences; [SPI] Sciences de l'ingénieur; Couche mince; Nanométrique; Résistances calculables; PVD; Pulvérisation cathodique; Métrologie; Matériau; Evanohm
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00607044; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/60/70/44/PDF/Morilhat_-_Alexandre_-_These_-_UTBM.pdf

L'élaboration de résistances calculables basées sur des dépôts de couches métalliques ultra minces s'inscrit dans un objectif général d'amélioration des connaissances des constantes fondamentales de structure fine , de von Klitzing RK, et Josephson KJ qui constitueront probablement la future base de définition des unités électriques dans le système International.Le Laboratoire National de Métrologie et d'Essais a développé un nouveau design d'étalon de résistance en alternatif, compact et robuste, basé sur le dépôt d'un film métallique ultra mince. Des revêtements à base de Ni80Cr20, Ni50Cr50 et evanohm ont donc été déposés sur substrats en céramique plans et cylindriques, par pulvérisation cathodique magnétron dans un réacteur de type Alcatel SCM 450. Les valeurs de résistance finales sont obtenues par mesures d'impédance de haute précision (HP 3458A) et reliées aux caractéristiques des films telles que l'épaisseur, l'homogénéité (en épaisseur et en composition) ou encore la structure cristalline. Finalement, il a fallu maîtriser les dépôts de couches ultra minces métalliques résistives sur des substrats cylindriques pour obtenir, compte tenu des très faibles épaisseurs des films, une homogénéité sur toute la longueur du bâtonnet de céramique et de très fortes résistivités par carré. Une amélioration des incertitudes dans la détermination de RK est attendue avec des conséquences directes sur les choix futurs du Comité International des Poids et Mesures concernant une éventuelle redéfinition du système international d'unité.