Haut PDF Effet de la pression sur le phénomène de cloquage des films minces

Effet de la pression sur le phénomène de cloquage des films minces

Effet de la pression sur le phénomène de cloquage des films minces

riences par microscopie à force atomique (AFM) ont tout d’abord été réalisées afin de caractériser les structures cloquées présentes à la surface de composites film/substrat. La mesure AFM de la déflexion maximale de ces structures avant et après découpe par faisceaux d’ions localisés (FIB) a alors mis en évidence une augmentation significative de quelques dizaines de nanomètres de leur déflexion. La détermination des formes d’équilibre des films sous l’action d’une pression et d’une contrainte résiduelle dans le cadre du formalisme de Föppl-von Kar- man (FvK), puis la comparaison de ces formes avec les profils expérimentaux, a permis de justifier la présence de vide sous les cloques. L’effet combiné de la pression et du caractère "rigide" du substrat sur les structures cloquées a ensuite été exploré. Cet effet a permis d’expliquer la limitation de la dimension latérale des cloques. Le deuxième chapitre, dédié aux tests mécaniques par gonflement de membranes (bulge test), a permis de mettre en évidence les limitations des modèles utilisés pour décrire l’évolution de revêtements soumis au bulge test. Plus particulièrement, une pression critique au delà de laquelle ces modèles ne sont plus adaptés a été déter- minée en fonction des différents paramètres du problème. Enfin, dans le dernier chapitre, les effets de couplage pression/contrainte internes sur des cloques circulaires, induites sous certaines conditions spécifiques par les dégâts d’irradiations, ont été étudiés également dans le formalisme de FvK. Une méthode permettant d’estimer à partir de la morphologie des cloques, le niveau de la pression dans les cavités engendrées par l’implantation d’ions légers est alors développée.
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Influence de la plasticité sur le délaminage et le flambage de films minces déposés sur substrats

Influence de la plasticité sur le délaminage et le flambage de films minces déposés sur substrats

Conclusion et Perspectives Dans ce travail, des simulations atomistiques couplées à des calculs reposant sur le formalisme continu de Föppl-von Kármán (FvK) nous ont permis d’étudier et d’identifier des mécanismes de plasticité survenant au cours du cloquage de films minces. Il a notamment été montré qu’une fois la ride droite formée, ces mécanismes induisent un changement de forme de la structure ainsi qu’une modification de l’in- terface dans la partie encore adhérente du système. Nous avons également trouvé qu’il était possible de décrire le délaminage piloté par flambage sans qu’il soit néces- saire de prendre en compte les effets de la mixité modale sur l’énergie d’adhésion. Les simulations nous ont aussi permis de révéler les mécanismes physiques qui sont mis en jeu lors de la nucléation du phénomène à partir d’une marche d’interface. En intégrant ces observations dans le modèle de FvK, nous montrons que la plasticité peut permettre d’initier la décohésion et le flambage du film d’une façon qui semble compatible avec des résultats expérimentaux.
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Visualisation magnétique de vortex dans les films minces supraconducteurs

Visualisation magnétique de vortex dans les films minces supraconducteurs

Lorsque des atomes de fer interagissent par le biais de collisions, ils forment des agrégats de forme approximativement sphérique. Leur taille dépend du libre parcours moyen des particules et donc de la pression d'hélium au sein de l'enceinte. Ainsi, les collisions entre atomes sont plus fréquentes et les agrégats sont plus gros si la pression est élevée. Cependant, des particules de fer de taille trop grande nuisent à l'expérience pour deux raisons. D'une part, si le diamètre des particules de fer dépasse une valeur critique comprise entre 21 et 40 nm pour les particules de fer [29, 30], la formation de domaines magnétiques réduit le moment magnétique total de l'agrégat. Cependant, ce phénomène n'est en principe pas rencontré au cours de nos expériences, car la pression nécessaire pour atteindre le diamètre critique est d'environ 4 mbar, soit 10 fois plus que celle régnant dans l'enceinte du décorateur [31]. D'autre part, des particules volumineuses diminuent la résolution spatiale en augmentant l'incertitude sur le positionnement des vortex lors de l'observation de la surface. Lorsque la longueur de pénétration est petite ou que le champ magnétique est intense, la distinction entre vortex voisins n'est plus possible et le fer forme une mince couche uniforme sur la surface. Le diamètre moyen des particules produites au cours de la décoration pour les pressions auxquelles elle a lieu ici est estimé à 5 nm par Fasano [27] et à 30 nm par Letellier [26].
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Croissance et propriétés de films minces conducteurs par auto-assemblage de polyélectrolytes

Croissance et propriétés de films minces conducteurs par auto-assemblage de polyélectrolytes

Une des premières méthodes de fonctionnalisation de surface a été introduite par Langmuir et Bloggett en 1934 pour la formation de films de tensioactifs [2,3]. Aujourd’hui, de nombreuses autres méthodes ont été mises au point, on peut citer notamment le dépôt chimique en phase vapeur [4], le plasma [5], l’ablation laser [6], le greffage de polymère [7] ou encore le dépôt couche par couche. Le dépôt couche par couche de polyélectrolytes (appelé multicouche ou LbL pour Layer-by-layer en anglais) a été mis en évidence par les travaux du Professeur Gero Decher au début des années 90 [8,9]. La formation de films multicouches a connu un essor important ces vingt dernières années grâce notamment à sa facilité de mise en œuvre et son coût réduit. Le principe de cette technique consiste en l’adsorption d’un couple de polymères présentant des interactions de type électrostatique, hydrogène ou hydrophobe. La construction par voie électrostatique repose sur l’adsorption alternée et successive d’un polyélectrolyte cationique et d’un polyélectrolyte anionique sur une surface chargée. Toutefois, il est important de spécifier que chaque étape d’adsorption d’un polyélectrolyte n’aboutit pas systématiquement à la création d’une couche de polymère d’épaisseur et de surface uniforme. Il a été démontré très rapidement que les polymères ne sont pas répartis en couches bien définies, mais forment des couches inhomogènes et interpénétrées [8,10].
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Spectroscopie tunnel dans des films minces proche de la transition supraconducteur-isolant

Spectroscopie tunnel dans des films minces proche de la transition supraconducteur-isolant

Mais le sujet dominant de ce travail de thèse a été incontestablement la Transition Supraconducteur-Isolant dans les films minces désordonnés. Cette transition concentre une quantité de problématiques physiques aussi riches les unes que les autres. Rappelons en effet qu’elle s’inscrit dans la problématique de la transition d’Anderson, à laquelle il faut ajouter, d’une part le rôle de l’interaction Coulombienne, et d’autre part l’instabilité supra- conductrice. Le STM en dilution nous a alors permis d’explorer localement le spectre des excitations électroniques de basse énergie dans des films minces supraconducteurs proches du désordre critique de la TSI. Ce spectre apporte des informations capitales sur la phy- sique des phases observées. Par exemple, la présence d’un gap ou au contraire une densité d’états non nulle au niveau de Fermi conditionne la nature des excitations mises en jeu. En l’occurrence, un gap dans la densité d’états signifie qu’il n’y a pas d’excitations fermioniques et que la physique à la TSI peut se décrire par un modèle effectif de bosons en interaction. Nous avons eu la chance, dans cette thèse de pouvoir étudier les deux seuls matériaux connus, T iN et InO x amorphe, qui présentent une transition proche du seuil de localisation,
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Effet de l'oxydation sur le comportement mécanique de structures minces en alliages de titane

Effet de l'oxydation sur le comportement mécanique de structures minces en alliages de titane

1 Introduction générale Contexte et problématique Les alliages de titane apportent un bon compromis du point de vue de leurs propriétés mécaniques et de leur faible masse volumique. En effet, ils possèdent un rapport résistance à la traction sur masse volumique élevé. De plus, leur résistance à la corrosion fait qu’ils sont largement utilisés dans l’industrie chimique. Dans un domaine industriel comme l’aéronautique, la volonté de diminuer la masse des structures est constante car elle est l’une des clés permettant de réduire la consommation en carburant. Les alliages de titane y trouvent une place croissante sur différents composants. Les parties compresseur des moteurs d'avions civils utilisent principalement des pièces en alliage de titane. Les disques sont réalisés en TA6V qui est l’alliage de titane le plus commercialisé. Les aubes de fans et des premiers étages de compression sont traditionnellement réalisés en Ti 17 et TA6V [1] . On trouve aussi les alliages de titane dans la structure primaire du mât réacteur et dans des structures de carénage comme l’APF (aft pylon fairing). Ces matériaux présentent aussi des coefficients de dilatation thermique relativement proches de ceux des composites. L’augmentation du nombre de structures composites dans les avions a contribué à augmenter la part des alliages de titane dans le domaine aéronautique.
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Effet de la pression temporelle sur la cognition dans une tâche de jeu informatisé

Effet de la pression temporelle sur la cognition dans une tâche de jeu informatisé

Pression temporelle 11 Résumé La pression temporelle peut avoir différents effets sur les processus impliqués lors d'une prise de décision. Ainsi, elle semble davantage affecter le s-mode, qui constitue un mode de traitement sélectif de l'information, utilisant la mémoire de travail abstraite, se prêtant à un rapport verbal à posteriori et donc considéré comme davantage relié à un apprentissage explicite. De plus, l'entraînement à une tâche peut amoindrir les effets de la pression du temps. Soixante sujets effectuent une tâche de jeu informatisé où deux modes de traitement de l'information sont mis en relief. De plus, différentes périodes d'entraînement au jeu sont présentes. Les résultats démontrent que la pression temporelle semble effectivement avoir un effet plus grand au niveau de la composante explicite (s-mode) du jeu. Par ailleurs, l'entraînement à la tâche ne semble pas affecter la performance au jeu lors de la présence de pression du temps.
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Calcul du champ électrique de la lumière dans une structure multicouche de films minces

Calcul du champ électrique de la lumière dans une structure multicouche de films minces

Parmi les plus utilisées, on trouve la méthode matricielle et la méthode récursive. La méthode matricielle, basée sur le formalisme introduit par Abélès en 1950 [1]. Elle présente l’intérêt de réduire les temps de calcul si l’on calcule des empilements périodiques avec un nombre de périodes élevé. La méthode de Rouard [2] est une technique récursive largement utilisée dans la conception de films minces pour étendre la dérivation du coefficient de Fresnel pour une couche unique au cas des films multicouches. Dans ce travail, on fournit un aperçu sur la méthode de Rouard, car elle est plus intuitive et pédagogique.
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Etude et caractérisation des films minces lors du procédé de lithographie par nanoimpression

Etude et caractérisation des films minces lors du procédé de lithographie par nanoimpression

Figure 1 - Evolution des générations technologiques selon l’ITRS 2003. L’industrie de la microélectronique n’est pas seule confrontée aux problèmes de la miniaturisation des composants. En effet, quelque soit le domaine d’application, qu’il soit mécanique, optique, magnétique ou biologique, les dimensions des dispositifs diminuent régulièrement et la lithographie reste le verrou majeur de la course à la miniaturisation. Les outils de lithographie optique vont permettre encore pendant quelques années de répondre à ce besoin, en diminuant la longueur d’onde d’exposition, en augmentant l’ouverture numérique ou en développant de nouvelles techniques d’amélioration de la résolution mais les systèmes deviennent de plus en plus complexes et leur prix s’accroît considérablement. Seuls les industriels de la microélectronique pourront peut-être aller vers ces techniques au prix d’investissements et d’efforts considérables. Pour les autres, ils n’auront peut être pas les moyens d’investir aussi lourdement pour la seule étape de lithographie. La lithographie par faisceau d’électrons est quant à elle capable d’atteindre d’excellentes résolutions mais les expositions longues limitent son rendement et son utilisation en milieu industriel semble compromise. En recherche et développement, elle reste cependant le principal moyen qui permet la réalisation de nanostructures. Par conséquent, il apparaît nécessaire de développer et
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Caractérisation hydrodynamique des films minces lubrifiants en présence de surfaces texturées

Caractérisation hydrodynamique des films minces lubrifiants en présence de surfaces texturées

de cette analyse serviront de référence pour la suite de l’étude. L’état de l’art effectué au cours du chapitre 1, a permis de montrer que l’écoulement au sein de cavités de différentes géométries est tridimensionnel. L’écoulement au sein de cavités cylindriques risque donc d’être très probablement de même nature. Par ailleurs, les moyens expérimentaux présentés au cours du chapitre 2 ne permettent que des « analyses bidimensionnelles », ce qui n’est pas sans poser des inconvénients. En effet, cela peut entraîner parfois de mauvaises interprétations notamment lorsqu’il s’agit de déterminer la topologie d’un écoulement complexe par des visualisations planes. Dans le cas d’un écoulement en cavité fortement 3D, les seules zones où une « analyse bidimensionnelle » peut être jugée fiable sont les plans de visualisations en proche paroi. Dans ce dernier cas, on peut parler de lignes de courant limites [Délery-2002] qui sont associées aux écoulements pariétaux. La solution adoptée afin de réduire les risques de mauvaises interprétations en conservant des moyens d’analyses bidimensionnelles, est de multiplier les plans de visualisations de l’écoulement étudié.
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Fissuration des mortiers en couches minces - Effet de l'hydratation, du séchage et de la carbonatation

Fissuration des mortiers en couches minces - Effet de l'hydratation, du séchage et de la carbonatation

1 Introduction Dans ce chapitre, nous nous appuyons sur la campagne exp´erimentale men´ee sur le mortier CEReM2 dans le chapitre 4. Dans cette ´etude, nous avons montr´e que le couplage entre hydra- tation et s´echage au jeune ˆage, pouvait s´ev`erement perturber le retrait de dessiccation et ainsi di- minuer les risques de fissuration d’une couche mince de mortier sur son support. Le but de cette mod´elisation est d’arriver `a repr´esenter le retrait d’une ´eprouvette soumis `a la dessiccation `a di- verses ´ech´eances de maturit´e. Le mod`ele que nous avons d´evelopp´e s’appuie, dans sa structure principale, sur les travaux r´ealis´es par Haouas (Haouas 2007 [73]). Cependant, afin de mieux tenir compte du couplage entre hydratation et s´echage, un nouveau mod`ele d’hydroactivation a ´et´e d´evelopp´e. Ce dernier prend en compte l’´epuisement de l’eau par les deux processus, ainsi que l’arrˆet de l’hydratation lorsque la teneur en eau descend au dessous d’une valeur limite (correspondant `a une humidit´e relative interne calculable grˆace `a l’isotherme). D’autre part, une nouvelle repr´esentation plus physique de la distribution de la taille des pores a ´et´e implant´ee. Celle-ci nous permet par exemple, de calculer les isothermes d’adsorption de vapeur d’eau en fonction de l’avancement de la r´eaction d’hydratation. Ainsi, la connaissance de cet indicateur permet de d´efinir des conditions de s´echage plus r´ealistes et directement d´ependantes de l’hy- dratation et donc de la porosit´e en peau de l’´eprouvette. En effet, il est d´esormais possible dans le mod`ele, d’imposer une condition aux limites en humidit´e relative ext´erieure, qui est direc- tement reli´ee `a la teneur en eau sur la surface du mortier expos´e `a la dessiccation. Le mod`ele complet a ´et´e impl´ement´e dans un code de calcul aux ´el´ements finis : CAST3M, d´evelopp´e au CEA.
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Films minces de dioxyde de titane déposés sur titane par mocvd : microstructure et biocomptabilité

Films minces de dioxyde de titane déposés sur titane par mocvd : microstructure et biocomptabilité

Le problème le plus souvent abordé dans l'étude des biomatériaux est celui de la réponse de l’organisme aux implants. Cette réponse n’est pas toujours favorable à cause des nombreux problèmes qui peuvent apparaître après l’implantation d'un matériau. Les métaux et les alliages métalliques implantables, recouverts de leur couche d’oxyde naturel épaisse de quelques nanomètres, sont connus pour être bio-inertes. Si l'on prend le cas du titane, il n'est pas facile de développer des liaisons chimiques avec le tissu environnant après implantation : la surface du titane manifeste peu de bioactivité in vivo. Pour éliminer cet inconvénient, la bio-ingénierie se propose de modifier la surface des implants, puisque c'est sur sa surface que se produisent les interactions entre un solide et son environnement et les réactions qui en résultent. Une des solutions les plus remarquables proposées pour répondre aux applications recherchées du couple revêtement - substrat est la fabrication de films minces dont les propriétés peuvent être très différentes de celles du substrat. Dans le cas de biomatériaux, cette couche mince doit à la fois résister mécaniquement, protéger le substrat contre la corrosion par les liquides physiologiques et être compatible avec les tissus biologiques, voire favoriser leur croissance suivant la fonction recherchée.
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Dépôts de films organosiliciés réalisés par décharge à barrière diélectrique homogène à la pression atmosphérique : application aux films multicouches

Dépôts de films organosiliciés réalisés par décharge à barrière diélectrique homogène à la pression atmosphérique : application aux films multicouches

Phénoménologie – de la physique de la décharge aux dépôts de couches minces La Figure I-20, qui présente la densité électronique moyennée sur l’espace inter-électrodes en fonction du temps, illustre une conséquence assez remarquable du principe de fonctionnement de cette décharge : la densité d’électrons est maximale (quelques 10 8 cm -3 ) lorsque la tension appliquée sur le gaz est nulle (t=4400 µs). Ceci est lié au fait que l’émission secondaire par les métastables constitue une source continue d’électrons qui traversent le gaz d’autant plus vite que le champ est fort. Si le champ est nul, ils s’accumulent dans l’espace inter-électrodes. L’attachement est donc favorisé dans le cas de gaz électronégatifs. La signature de cette accumulation d’électrons entre deux décharges peut être observée sur le courant de décharge. Premièrement, le courant n’est jamais nul entre deux décharges, signe de la production permanente de charges. Ensuite, le courant présente souvent un renflement au moment de l’inversion de polarité, c’est-à-dire au changement de signe de la tension appliquée sur le gaz. Il s’agit du “pic de courant inverse” (Figure I-19), dû au maximum de la densité électronique pendant l’inversion de polarité. Dès que cette inversion est réalisée, les électrons se dirigent rapidement vers la nouvelle anode, ce qui induit la formation de ce léger pic de courant. Pour résumer, les principales caractéristiques des décharges de Townsend (DTPA) sont données dans le Tableau I-2.
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Etude du dépôt par arc dans le vide de couches minces de carbone sous pression réduite d'hydrogène

Etude du dépôt par arc dans le vide de couches minces de carbone sous pression réduite d'hydrogène

Une nouvelle méthode de dépôt ionique, appelée le dép6t par arc dans le v ide, a été utilisée pour la première fois à partir d'une cathode en graphite sous pressi[r]

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Analyse graphique de mesures d'électrogravimétrie en régime dynamique pour des films minces électroactifs

Analyse graphique de mesures d'électrogravimétrie en régime dynamique pour des films minces électroactifs

Comme la figure 3 le montre, cette fonction théorique présente également trois points caractéristiques : quand la fréquence tendant à l’infini 1st, à zéro 2nd et quand la partie imaginai[r]

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Films minces épitaxiés de chrome pour l'électronique de spin : propriétés de volume et d'interface

Films minces épitaxiés de chrome pour l'électronique de spin : propriétés de volume et d'interface

Chapitre 6 Caractérisation magnétique des couches Un élément central de ce travail est l’étude du magnétisme du Cr en couches minces. Contrairement aux cas des matériaux ferromagnétiques où l’ordre magnétique peut être fa- cilement examiné par des mesures de magnétométrie (par effet Kerr, VSM ou SQUID), sa caractérisation dans des matériaux antiferromagnétiques est beaucoup plus délicate. La tech- nique principale adaptée à l’étude d’un ordre antiferromagnétique est la diffraction de neu- trons. Nous verrons néanmoins que son utilisation pour des films minces est complexe (faible intensité du signal, logistique de la mesure) et ne peut en aucun cas fournir une caractérisa- tion systématique. Des méthodes d’étude indirecte de la phase magnétique peuvent alors être employées : la diffraction par rayonnement synchrotron qui offre une résolution bien meilleure (pour le vecteur de propagation) mais qui nécessite également une logistique importante. Des mesures de transport sur les couches apportent beaucoup moins d’information mais ont l’avan- tage de pouvoir être effectuées de manière routinière. Nous présenterons dans cette partie les spécificités de chaque technique et leur apport pour nos travaux.
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Contribution à l'étude des films minces SiOxNy nanostructurés destinés à des empilements antireflets

Contribution à l'étude des films minces SiOxNy nanostructurés destinés à des empilements antireflets

Le but de mon travail de recherche a été d’une part, de contrôler le procédé d’élaboration des couches minces de nitrure et d'oxyde de silicium par pulvérisation cathodique réactive à [r]

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Cage de résonance à base de films minces transparents et conducteurs de nanotubes de carbone

Cage de résonance à base de films minces transparents et conducteurs de nanotubes de carbone

Les résultats en spectroscopie de plasmon de surface d'or montent que la structure qui consiste à déposer la couche diélectrique entre deux films minces de NTCMP ne permet pas d'abou[r]

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Etude du phénomène de la transition de spin dans les couches ultra-minces à l'aide des plasmons de surface

Etude du phénomène de la transition de spin dans les couches ultra-minces à l'aide des plasmons de surface

Recently, nano-objects and thin films displaying molecular spin crossover phenomenon have attracted much attention for their possible application as an active element in electronic or photonic devices. The change of the spin state is accompanied by a change in various physical properties of this molecule such as magnetic, optical, electrical and mechanical properties. However, the detection of the spin crossover in these materials at the nanoscale (thin films, nanoparticles, ...) makes for great difficulties, due to the small amount of the probed material, as well as due to the limited spatial resolution of the usual detection methods. To overcome these problems new methods have been developed in this thesis to study these materials at the nanoscale. Our approach is based on the resonance phenomena of localised surface plasmons and surface plasmon polaritons. These techniques use thin noble metal layers or patterned nanorod arrays, which allowed us to detect the refractive index change accompanying the spin crossover. In this thesis work, for the first time, we have been able to detect the spin crossover phenomenon in nanometric layers (down to 15 nm) for different materials, highlighting a refractive index variation of 10 -1 - 10 -2 . In addition, we have shown that the molecular spin state switching can be very efficiently triggered by a photo-thermal effect (plasmonic heating), which - in turn - allows for an active tuning of the plasmon resonance.
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Synthèse de cristaux photoniques modulables à partir de films minces d’hydrogel stimulables

Synthèse de cristaux photoniques modulables à partir de films minces d’hydrogel stimulables

77 Chapitre IV Miroir de Bragg polymère-oxyde Dans le chapitre précédent, nous avons montré le potentiel des films d’hydrogel de pNIPAM synthétisés par voie CLAG pour la réalisation de miroirs de Bragg modulables. La couche d’or utilisée présente des intérêts de facilité de mise en œuvre. Cependant, l’absorption optique de la couche d’or pose des problèmes de transparence pour la réalisation de dispositifs fonctionnant en transmission. Dans cette partie, nous étudions la synthèse et l’utilisation d’oxyde de titane comme couche inorganique de haut indice pour la réalisation de miroirs de Bragg stimulables. En effet, l’oxyde de titane est un matériau inorganique d’indice de réfraction élevé (de l’ordre de 2 selon son état chimique) et peu absorbant dans le visible. Plusieurs caractéristiques doivent être respectées pour l’élaboration de cette couche d’oxyde. Tout d’abord, elle doit être compatible avec la chimie thiol-ène utilisée afin d’assurer la stabilité des couches entre elles. Elle doit également être perméable à l’eau afin de permettre le gonflement de la couche de polymère. De plus, l’état de surface des couches obtenues doit être peu rugueux afin de minimiser les phénomènes de diffusion optique et ainsi optimiser les propriétés de réflexion/transmission. Il faudra également caractériser l’indice de réfraction des couches synthétisées. Cet indice sera utile pour les modélisations mises au point précédemment. Enfin, nous caractériserons les propriétés optiques stimulables des miroirs de Bragg hydrides pNIPAM-TiO 2 . Les données expérimentales seront confrontées aux simulations.
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