Développement d'empilements métalo-diélectriques pour des applications optiques : conception, réalisation et caractérisation

• Main Author: Démarest, Nathalie
• Language: fra
• Published: Université Rennes 1 2013
• Subjects: [CHIM:OTHE] Chemical Sciences/Other; [CHIM:OTHE] Chimie/Autre; Filtre optique; Couches minces; Évaporation; Assistance ionique; Ellipsométrie spectroscopique; TiO₂; SiO₂; Germanium; Yf₃; CaF₂; BaF₂
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00992394; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/99/23/94/PDF/DEMAREST_Nathalie.pdf

Les travaux de cette thèse concernent l'étude de l'influence des conditions de dépôt sur la microstructure et les propriétés optiques de monocouches dans le but de réaliser des filtres optiques particuliers commercialisables. La méthode de dépôt utilisée est l'évaporation par canon à électrons avec assistance ionique. L'un des deux projets a été de vérifier la faisabilité de filtres optiques infrarouges dans la gamme [2-15] µm avec des matériaux non toxiques. Les monocouches des trois fluorures étudiées ont montré des comportements différents suivant les conditions de dépôt, notamment suivant la température du substrat qui influe fortement sur leur microstructure. L'association du BaF₂ au germanium, avec des réglages optimisés, montre pour différents filtres réalisés des résultats proches de la théorie. Ces filtres sont donc commercialisables. Le second projet a été de développer une machine de dépôt dans le but de pouvoir réaliser des filtres complexes d'une centaine de couches d'épaisseur variable (de 15 à 300 nm) associant des monocouches de TiO₂ à des monocouches de SiO₂. L'étude de l'influence des paramètres de dépôts (pression, assistance ionique, préchauffage du matériau) au travers différentes caractérisations (MEB, AFM, ellipsométrie) a permis une optimisation des réglages de l'enceinte de dépôt plus efficace et adaptée en fonction des spécifications des filtres optiques à réaliser. Puis, une étude ellipsométrique poussée de l'indice de réfraction des monocouches de TiO₂ en fonction de leur épaisseur a conduit à une nette évolution des résultats pour la réalisation du filtre complexe.