Elaboration, Caractérisation Et Propriétés Électroniques de Couches Minces de Nitrure de Niobium Et D'oxyde de Niobium PDF Download
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Author: Régis Cabanel
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Languages : fr
Pages : 182
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Book Description
ETUDE, ENTRE 1 ET 300 K, DE LA CONDUCTIVITE DE COUCHES MINCES GRANULAIRES. MISE EN EVIDENCE D'UNE SUPRACONDUCTIVITE DANS DES FILMS AVEC COEFFICIENT DE TEMPERATURE NEGATIF. MESURES DE REFLEXION OPTIQUE DANS LE VISIBLE; LA CORRELATION AVEC LES MESURES DE CONDUCTIVITE ELECTRIQUE
Author: Régis Cabanel
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Languages : fr
Pages : 182
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ETUDE, ENTRE 1 ET 300 K, DE LA CONDUCTIVITE DE COUCHES MINCES GRANULAIRES. MISE EN EVIDENCE D'UNE SUPRACONDUCTIVITE DANS DES FILMS AVEC COEFFICIENT DE TEMPERATURE NEGATIF. MESURES DE REFLEXION OPTIQUE DANS LE VISIBLE; LA CORRELATION AVEC LES MESURES DE CONDUCTIVITE ELECTRIQUE
Author: FREDERIC.. GUEMAS
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Languages : fr
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NOUS AVONS CHERCHE A OBTENIR UNE COUCHE MINCE SUPRACONDUCTRICE DE TEMPERATURE CRITIQUE SUPERIEURE A 16 K ET PRESENTANT DE BONNES PERFORMANCES EN HYPERFREQUENCE A 4,2 K. UNE TELLE COUCHE POURRAIT AMELIORER NOTABLEMENT LES COUTS DE FABRICATION ET DE FONCTIONNEMENT D'UN ACCELERATEUR D'ELECTRONS A CAVITES SUPRACONDUCTRICES. LE NITRURE DE NIOBIUM-TITANE, (NB#1##XTI#X)N, ELABORE EN FILM MINCE PAR PULVERISATION CATHODIQUE MAGNETRON CONTINU EN MODE REACTIF, SEMBLE ETRE UN BON CANDIDAT. NOUS AVONS ENGAGE UNE ETUDE PROSPECTIVE SUR CES COUCHES, REALISEES SUR SUBSTRATS PLANS, POUR ETABLIR DES CORRELATIONS ENTRE LES PARAMETRES D'ELABORATION, LES CARACTERISTIQUES DU MATERIAU ET LES PROPRIETES EN HYPERFREQUENCE. NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE UN PROTOCOLE OPERATOIRE PERMETTANT D'ETALONNER LA CONSOMMATION D'AZOTE PENDANT LA PULVERISATION ET PAR CONSEQUENT, DE REPRODUIRE LES CONDITIONS D'ELABORATION DES FILMS LES MEILLEURS. LES QUALITES GLOBALES DU DEPOT (STRUCTURE CRISTALLINE, COMPOSITION CHIMIQUE, RESISTIVITE, TEMPERATURE CRITIQUE, ETC...) ONT ETE ANALYSEES EN FONCTION DE LA TENEUR EN AZOTE ET DE LA COMPOSITION EN NIOBIUM (X=0,3 ET X=0,64). LES FILMS LES MEILLEURS PRESENTENT UNE TEMPERATURE CRITIQUE DE 15,9 K ET UNE RESISTIVITE DE 40 MICRO-OHM.CM. LES PERFORMANCES EN HYPERFREQUENCE DES FILMS, DEPOSES SUR DISQUES EN CUIVRE, ONT ETE MESUREES DANS UNE CAVITE SPECIALE A FOND DEMONTABLE. A 4,2 K ET 4 GHZ, LA DISSIPATION THERMIQUE, A TRES BAS CHAMP, A ATTEINT UNE VALEUR TROIS FOIS PLUS FAIBLE QUE CELLE DU NIOBIUM MASSIF. CEPENDANT, A FORT CHAMP, CETTE DISSIPATION DEVIENT IMPORTANTE. NOS RESULTATS PROUVENT QUE D'IMPORTANTS PROGRES SONT ENCORE POSSIBLES, EN OPTIMISANT SIMULTANEMENT LES CONCENTRATIONS EN NIOBIUM ET EN AZOTE, ET EN AMELIORANT LA PURETE ET LA CRISTALLISATION DE LA COUCHE
Author: Manoël Jacquemin
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Languages : fr
Pages : 0
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Les études concernent le développement de dispositifs supraconducteurs de détection de photon unique. Le nitrure niobium (NbN) est un matériau adapté à l'élaboration de fils supraconducteurs de la cible du détecteur. Ces travaux ouvrent des perspectives sur l'élaboration de films de nitrure de niobium épitaxié sur saphir par la méthode de dépôt chimique en phase vapeur (CVD). L'élaboration des films minces (5-100 nm) est effectuée à haute température (1000°C à 1300°C) à partir de chlorure de niobium et d'ammoniaque dilués dans l'hydrogène (H2-NH3-NbCl5). Les substrats sont du saphir monocristallin (Al2O3) orienté (0002), du nitrure d'aluminium (AlN) orienté (0002) et de 'oxyde de magnésium (MgO) orienté (100).L'étude des relations d'épitaxie au cours de la croissance du nitrure de niobium sur le substrat de saphir a tout d'abord été effectuée. L'observation des microstructures et des orientations cristallines des différents films élaborés a permis de mettre en évidence les relations existant entre l'état de surface du substrat et le mode de croissance du NbN. Les perspectives d'utilisation de substrats monocristallins de type MgO et AlN sont présentées en conclusion.L'étude du procédé de croissance et les relations existant entre les conditions d'élaboration et la "qualité" des films minces a permis de dégager les fenêtres expérimentales conduisant à une croissance épitaxiale. L'énergie d'activation des réactions de croissance et les conditions de sursaturation propices à la croissance épitaxiale ont été calculées.L'étude des relations entre les propriétés structurales et les caractéristiques supraconductrices des films a permis de relier la température de transition supraconductrice à la densité de défauts atomiques, aux défauts microstructuraux, à l'épaisseur des films élaborés et à leur état de contrainte. Il existe une relation linéaire entre l'espace interréticulaire des plans parallèles au substrat et la température de transition supraconductrice.Enfin, l'étude de la durabilité des films ultraminces (5 - 8 nm) de nitrure de niobium a été menée. Dans cette étude les propriétés électriques et supraconductrices de films élaborés à 1000°C et 1200°C sur des substrats de saphir et de couches épitaxiales d'AlN ont été analysées sur une durée de six mois. Les propriétés des films évoluent surtout au cours du premier mois. Le dépôt effectué à haute température permet de limiter la dégradation rapide des films et de conserver leurs propriétés supraconductrices.
Author: DENIS.. VION
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Languages : fr
Pages : 152
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LES PERFORMANCES ENERGETIQUES DES CAVITES ACCELERATRICES SUPRACONDUCTRICES EN CUIVRE MASSIF RECOUVERTES INTERIEUREMENT D'UN FILM DE NIOBIUM, DEPENDENT DE LA RESISTIVITE DUDIT FILM A BASSE TEMPERATURE. CETTE RESISTIVITE EST ELLE-MEME FONCTION DE LA NATURE ET DE LA QUANTITE DES DEFAUTS INTRODUITS DANS LES FILMS DURANT LEUR ELABORATION PAR PULVERISATION MAGNETRON. DES FILMS DE RAPPORT RESISTIF RESIDUEL (RRR) D'ENVIRON 60 ONT ETE PRODUITS SUR DES SUBSTRATS DE CUIVRE PREALABLEMENT RECUIT, SIMULTANEMENT A DES FILMS DE RRR D'ENVIRON 20, DEPOSES SUR CUIVRE NON RECUIT. DIVERS MOYENS DE CARACTERISATION ONT ETE MIS EN UVRE SUR LES DEUX TYPES DE FILMS, AFIN DE DETERMINER QUELS SONT LES DEFAUTS MAJORITAIREMENT RESPONSABLES DE LEUR RESISTIVITE. LES OBSERVATIONS EN MICROSCOPIE ELECTRONIQUE REVELENT QUE SEULS LES FILMS DE FORTS RRR PRESENTENT DES GRAINS EN RELATION D'EPITAXIE AVEC LE SUBSTRAT; LA TAILLE MOYENNE DE CES GRAINS EST DE DEUX A TROIS FOIS PLUS IMPORTANTE QUE POUR LES FILMS DE RRR FAIBLES. LES MESURES PAR DIFFRACTION X MONTRENT QUE LES DEFORMATIONS ET MICRO-DEFORMATIONS SONT SENSIBLEMENT EGALES POUR LES DEUX TYPES D'ECHANTILLONS. IL EN EST DE MEME DE LA TENEUR EN ARGON DES FILMS, MESUREE PAR THERMO-DESORPTION. LES TENTATIVES DE MESURE DES TENEURS EN IMPURETES INTERSTITIELLES SE SONT REVELEES INFRUCTUEUSES. IL APPARAIT CEPENDANT QUE LA RESISTIVITE DES FILMS N'ETANT PAS EN EPITAXIE SUR LE SUBSTRAT, EST DUE AUX JOINTS DE GRAINS, LA RESISTIVITE SPECIFIQUE MOYENNE DE CES DERNIERS ETANT COMPRISE ENTRE 3 ET 4.E(16) OHM METRE CARRE. CES TRAVAUX MONTRENT QUE L'AMELIORATION DES COUCHES DE NIOBIUM DES CAVITES PASSE PAR UNE OPTIMISATION DE LA PREPARATION DU SUBSTRAT EN CUIVRE
Author: André Aubert
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Languages : fr
Pages : 93
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Author: SERBAN.. CANTACUZENE
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Languages : fr
Pages : 141
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NOUS PRESENTONS LES RESULTATS EXPERIMENTAUX DE L'ELABORATION DE COUCHES MINCES SUPRACONDUCTRICES DE (NBTI)N, DEPOSEES SUR DES SUBSTRATS EN CUIVRE PAR PULVERISATION REACTIVE MAGNETRON. LES COUCHES ONT ETE OPTIMISEES POUR LA REALISATION DE CAVITES ACCELERATRICES 1.5 GHZ. UNE NOUVELLE CATHODE MAGNETRON A ETE CARACTERISEE PUIS UTILISEE POUR LE DEPOT A L'INTERIEUR DE PLUSIEURS CAVITES. LA PRESSION PARTIELLE D'AZOTE A ETE OPTIMISEE SUR DES PETITS ECHANTILLONS PAR DES MESURES DE TEMPERATURE CRITIQUE ET DE RESISTIVITE A TEMPERATURE AMBIANTE. DES MESURES HF ONT ETE REALISEES SUR DES ECHANTILLONS DE TAILLE MOYENNE, A L'AIDE D'UNE CAVITE CYLINDRIQUE TE011 DONT LE COUVERCLE ETAIT DEMONTABLE. PLUSIEURS TRAITEMENTS DE SURFACE DU CUIVRE ET PLUSIEURS METHODES DE NETTOYAGE ONT ETE ESSAYES. LES MEILLEURS RESULTATS ONT ETE OBTENUS POUR DES ECHANTILLONS ELECTROPOLIS ET NETTOYES PAR BOMBARDEMENT IONIQUE. LES PLUS FAIBLES VALEURS DE RESISTANCE DE SURFACE MESUREES ONT ETE DE 100N A T=1.7K ET F=4GHZ. LA PENTE DE LA VARIATION DE LA RESISTANCE DE SURFACE AVEC LE CHAMP HF EST IMPORTANTE ET POURRAIT ETRE RELIEE A LA RUGOSITE LOCALE DE LA SURFACE. L'ENSEMBLE DU PROCESS DE FABRICATION COMPRENANT LE POLISSAGE MECANIQUE ET ELECTROCHIMIQUE, LE RINCAGE, LE TRANSPORT, LE MONTAGE, LE DEPOT ET LE TEST HF A ETE VALIDE AVEC SUCCES. LE PRINCIPAL PROBLEME RESTANT A RESOUDRE EST L'ECAILLEMENT DE LA COUCHE MINCE AUX IRIS DE LA CAVITE A CAUSE DE LA FAIBLE ADHESION ET DES FORTES CONTRAINTES. AUCUNE CAVITE (NBTI)N EXEMPTE D'ECAILLEMENT N'A PU ETRE REALISEE
Author: Ji-Hyun Yi
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Languages : fr
Pages : 184
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CE MEMOIRE EST AXE SUR LA PREPARATION DE COUCHES MINCES DE SRBI#2NB#2O#9 (SBN), SRBI#2TA#2O#9 (SBT) ET SRBI#2(TA,NB)#2O#9 (SBTN), PAR VOIE CHIMIQUE (SOL-GEL SPIN-COATING) ET LEUR CARACTERISATION STRUCTURALE, MICROSTRUCTURALE ET ELECTRIQUE. CES COMPOSES, QUI APPARTIENNENT A LA FAMILLE DES PHASES D'AURIVILLIUS SERONT DANS UN AVENIR TRES PROCHE LES ELEMENTS DE BASE DES FUTURES MEMOIRES FERROELECTRIQUES NON VOLATILES. APRES AVOIR ETABLI LES DIVERSES ETAPES DE LA PREPARATION DES PRECURSEURS A PARTIR DE DIFFERENTS PRODUITS DE DEPART, LES CONDITIONS DE TRAITEMENT THERMIQUE DES SOLUTIONS ONT ETE MISES AU POINT. CES RESULTATS ONT ETE ETENDUS A L'OBTENTION PAR CENTRIFUGATION DES COUCHES MINCES DESIREES SUR SUBSTRAT CLASSIQUE (SILICIUM MONOCRISTALLIN PLATINE). LEURS CARACTERISTIQUES CRISTALLOGRAPHIQUES ET MICROSTRUCTURALES ONT PU ETRE DETERMINEES EN FONCTION DES CONDITIONS EXPERIMENTALES. UNE METHODE DE PREPARATION D'ELECTRODES CONDUCTRICES A BASE D'OXYDE DE RUTHENIUM ET DE RUTHENATE DE STRONTIUM PAR VOIE CHIMIQUE A ETE MISE AU POINT, CONDUISANT AINSI A LA FABRICATION POUR LA PREMIERE FOIS D'UN CONDENSATEUR FERROELECTRIQUE ENTIEREMENT ELABORE A PARTIR DE PRECURSEURS EN SOLUTION. LES ETUDES DIELECTRIQUES PLACENT CES CONDENSATEURS TOUT CHIMIQUE EN BONNE POSITION PAR RAPPORT A CEUX FABRIQUES PAR LES VOIES TRADITIONNELLES. DES DEPOTS DE SBN ET/OU SBT ONT EGALEMENT ETE REALISES DANS UN PREMIER TEMPS SUR DES MONOCRISTAUX DE SRTIO#3 (100) : DES LE DEBUT DE LA CRISTALLISATION, LES COUCHES OBTENUES SONT PREFERENTIELLEMENT ORIENTEES ET CERTAINEMENT EPITAXIEES SELON (001). CES PREMIERS RESULTATS OUVRENT LA VOIE A UNE ETUDE FONDAMENTALE EN DEVELOPPEMENT QUI AURA POUR AXE PRINCIPAL L'UTILISATION DES SYSTEMES MULTICOUCHES SRTIO#3(100)/SRRUO#3/SBTN/SRRUO#3 OU SRTIO#3(100)/RUO#2/SBTN/RUO#2 COMME MODELES D'INTERFACES OXYDE DIELECTRIQUE - OXYDE CONDUCTEUR EN VUE D'ETABLIR LES RELATIONS ENTRE LES PHENOMENES STRUCTURAUX ET CRISTALLOCHIMIQUES INTERFACIAUX ET LEURS PROPRIETES FERROELECTRIQUES.
Author: Florian Jean
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Languages : fr
Pages : 272
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Ce travail est consacré à la synthèse et la caractérisation du matériau sans plomb Na0,5Bi0,5TiO3 (NBT) par différentes techniques, sous formes de films minces et de nano-objets supportés ou non. Dans un premier temps, des films minces de NBT ont été déposés par ablation laser pulsée sur différents substrats monocristallins de nature oxyde avec pour but l’obtention d’une croissance épitaxiale. L’effet de l’insertion d’une couche tampon de CeO2 sur la croissance des films a été étudié. Les propriétés électriques (ferroélectriques, diélectriques, agilité dans le domaine des micro-ondes) ont été mesurées sur des films minces de NBT épitaxiés, dopés ou non par le manganèse, et déposés sur substrats de LaAlO3 nus et SrTiO3 recouverts d’une électrode oxyde de LaNiO3. Dans un deuxième temps, des nano-objets de NBT ont été élaborés par différentes voies chimiques. Les voies de synthèses sol-gel, hydrothermale et hybrides ont permis l’obtention de la phase pérovskite de NBT. Pour chaque voie de synthèse, différents paramètres influençant la structure ou la forme des nano-objets ont été étudiés. Une voie physique, l’ablation laser en milieu liquide, a également été explorée. Enfin, des nano-objets de NBT ont été déposés par ablation laser pulsée et par dépôt chimique en solution sur des substrats monocristallins recouverts ou non d’une électrode de platine. L’utilisation de substrats de saphir-c vicinaux nus combinée à un dépôt par voie physique permet l’auto-arrangement des objets à la surface du substrat. Les propriétés électriques locales ont été mesurées par PFM pour des grains isolés mettant en avant le caractère polaire de ces derniers.
Author: MARION.. RIBEAUDEAU
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Languages : fr
Pages : 225
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LE DEVELOPPEMENT DES CAVITES ACCELERATRICES NB/CU ELABOREES PAR PULVERISATION MAGNETRON EST MOTIVE PAR LEURS APPLICATIONS POSSIBLES DANS LES GRANDS PROJETS NECESSITANT DE HAUTS GRADIENTS. NEANMOINS, AFIN DE SATISFAIRE AUX CRITERES DE FONCTIONNEMENT IMPOSES PAR LES FUTURS COLLISIONNEURS LINEAIRES, LES PERFORMANCES HF DE CES CAVITES DOIVENT ETRE AMELIOREES. L'AUGMENTATION RAPIDE DE LA RESISTANCE DE SURFACE AVEC L'AMPLITUDE DU CHAMP HF CONSTITUE LA LIMITATION PRINCIPALE DE LA TECHNOLOGIE COUCHE MINCE. DANS L'OPTIQUE DE COMPRENDRE ET REDUIRE CES DISSIPATIONS ENERGETIQUES, NOUS AVONS ENTREPRIS UNE SERIE D'ETUDES SUR ECHANTILLONS NB/CU. NOUS AVONS OPTIMISE LES CONDITIONS D'ELABORATION DES FILMS. L'AUGMENTATION DE LA TEMPERATURE DE DEPOT ET DE LA PUISSANCE APPLIQUEE AU MAGNETRON AINSI QUE LA DIMINUTION DE LA PRESSION DE DECHARGE ONT CONDUIT A UNE AUGMENTATION SENSIBLE DU RRR DES COUCHES MINCES. DES ANALYSES DE LA COMPOSITION CHIMIQUE DES FILMS PAR METHODES NUCLEAIRES ONT CONFIRME UNE TENEUR REDUITE EN IMPURETES LEGERES (O, C ET H) AINSI QUE L'ABSENCE DE POLLUTION DU NIOBIUM PAR DIFFUSION DU CUIVRE DANS LES JOINTS DE GRAINS. NOUS AVONS DEVELOPPE ET VALIDE UNE NOUVELLE METHODE DE MESURE DE LA RESISTANCE DE SURFACE PAR THERMOMETRIE SOUS VIDE. CETTE METHODE ADAPTEE A LA CAVITE TE 0 1 1 DEJA UTILISEE AU LABORATOIRE A PERMIS DE DETERMINER DIRECTEMENT LA RESISTANCE DE SURFACE D'ECHANTILLONS NB/CU A 1,7K ET A 4,2K. NOUS AVONS ETUDIE L'INFLUENCE DE L'ETAT DE SURFACE DU SUBSTRAT CUIVRE SUR LA RESISTANCE DE SURFACE DU FILM DE NIOBIUM EN REALISANT DES DEPOTS SUR DES SUBSTRATS DE RUGOSITE TRES VARIABLE. LES OBSERVATIONS DE LA SURFACE DES FILMS PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE A BALAYAGE ONT MIS EN EVIDENCE L'EXISTENCE DE DEFAUTS MICROMETRIQUES DE CROISSANCE, EN PARTICULIER SUR LES ECHANTILLONS RUGUEUX. LES TESTS HF PAR THERMOMETRIE SOUS VIDE DE CES ECHANTILLONS ONT PERMIS D'ETABLIR UNE CORRELATION ENTRE LA FORTE DENSITE DE CES DEFAUTS ET LA DEGRADATION DE LA RESISTANCE DE SURFACE DU DEPOT, A BAS CHAMP COMME A FORT CHAMP. LES RESULTATS DE CES RECHERCHES SUR ECHANTILLONS ONT BENEFICIE AUX CAVITES 1,5 GHZ. LES PREMIERS TESTS HF SONT ENCOURAGEANTS (Q O = 2 10 1 0 A BAS CHAMP ET E A C C = 25 MV/M). POUR OBTENIR DES RESULTATS REPRODUCTIBLES ET AMELIORER ENCORE LES PERFORMANCES HF DES CAVITES, IL EST PRIMORDIAL DE POURSUIVRE L'OPTIMISATION DE LA PREPARATION DE SURFACE DU CUIVRE AVANT LE DEPOT.
Author: CATHERINE.. SCHAFFNIT
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Languages : fr
Pages : 176
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DES COUCHES MINCES DE NITRURE DE BORE ONT ETE SYNTHETISEES A PARTIR DE MELANGES BCL#3/N#2/H#2/AR DANS UN REACTEUR PLASMA R.F. A COUPLAGE CAPACITIF. L'ETUDE A PORTE DANS UN PREMIER TEMPS SUR LA CARACTERISATION DE LA PHASE GAZEUSE PAR SPECTROMETRIE DE MASSE ET PAR SPECTROSCOPIE OPTIQUE D'EMISSION. EN PARTICULIER, L'EFFET DE LA TENEUR DE LA PHASE GAZEUSE EN HYDROGENE SUR LA NATURE ET LA CONCENTRATION RELATIVE DES ESPECES A ETE ETUDIE: TOUT D'ABORD DANS UN PLASMA ARGON-HYDROGENE, DANS LEQUEL ONT ENSUITE ETE AJOUTES LES DEUX PRECURSEURS BCL#3 ET N#2, SEPAREMENT PUIS SIMULTANEMENT. LE DEBIT D'HYDROGENE MOLECULAIRE DETERMINE LE TAUX DE DISSOCIATION DE BCL#3 ET DONC LA NATURE ET LA QUANTITE DES ESPECES CHLOREES. DE MEME, LORSQUE LA TENEUR EN HYDROGENE DES PLASMAS N#2/H#2/AR AUGMENTE, IL APPARAIT SUCCESSIVEMENT LES ESPECES SUIVANTES: N, NH, NH#2 PUIS NH#3. DEUX REACTIONS CHIMIQUES POUVANT ABOUTIR A LA FORMATION DU NITRURE DE BORE ONT ETE MISES EN EVIDENCE: BCL#3 + NH BN#S + HCL + CL#2 BCL + NH BN#S + HCL DANS UNE SECONDE PARTIE, DES COUCHES MINCES DE NITRURE DE BORE ONT ETE DEPOSEES DANS DIFFERENTES CONDITIONS EXPERIMENTALES DE BOMBARDEMENT IONIQUE (EFFET DE LA PUISSANCE R.F. ET DE LA TAILLE DES ELECTRODES) ET DE COMPOSITION DE LA PHASE GAZEUSE. CES PARAMETRES JOUENT UN ROLE DETERMINANT SUR LA STRUCTURE DES COUCHES DE NITRURE DE BORE: IL EXISTE UN OPTIMUM D'ENERGIE DES IONS ET DE TENEUR DE LA PHASE GAZEUSE EN HYDROGENE QUI PERMET LA CROISSANCE DE COUCHES A FORTE TENEUR EN BN-CUBIQUE. A PARTIR DES EXPERIENCES DE TRAITEMENTS DES COUCHES PAR DES PLASMAS D'ARGON, ARGON-HYDROGENE ET ARGON-CHLORE, NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE L'EXISTENCE D'UNE PART D'UN MECANISME DE PULVERISATION PREFERENTIELLE DU BN-HEXAGONAL ET, D'AUTRE PART, D'UN MECANISME DE GRAVURE CHIMIQUE SELECTIVE DE LA PHASE HEXAGONALE PAR L'HYDROGENE ATOMIQUE ET PAR LE CHLORE QUI PERMETTENT L'OBTENTION DE COUCHES A FORTE TENEUR EN BN-CUBIQUE
