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Concept
Couche mince
Résumé
Une couche mince () est un revêtement dont l’épaisseur peut varier de quelques couches atomiques à une dizaine de micromètres. Ces revêtements modifient les propriétés du substrat sur lesquels ils sont déposés. Ils sont principalement utilisés :
dans la fabrication de composants électroniques telles des cellules photovoltaïques en raison de leurs propriétés isolantes ou conductrices ;
pour la protection d'objets afin d'améliorer les propriétés mécaniques, de résistance à l’usure, à la corrosion ou en servant de barrière thermique. Il s'agit, par exemple, du chromage ;
pour modifier les propriétés optiques d'objets. En particulier, citons les revêtements décoratifs (exemple de la dorure) ou modifiant le pouvoir réflecteur de surfaces (verres anti-reflets ou miroirs).
Les couches minces étant des nano-objets dans une direction de l'espace, les propriétés physiques et chimiques des couches minces peuvent différer de celles des objets macroscopiques selon toutes leurs dimensions. Par exemple, un matériau isolant lorsqu'il est de dimensions macroscopiques peut devenir conducteur électrique sous forme de couche mince du fait de l'effet tunnel.
Historiquement, les premières couches minces ont été réalisées par voie humide grâce à une réaction chimique menant à la précipitation de précurseurs en solution sur un substrat. On peut citer dans ce cas la formation du miroir d'argent par la réduction d'ions Ag+ (par exemple solution de nitrate d'argent AgNO3) par des sucres.
La fabrication des couches minces se fait par déposition sur un substrat ou sur une couche mince antérieurement déposée. Les méthodes utilisées visent le contrôle de la stœchiométrie, de l'épaisseur et de la structure atomique des couches formées. Ceux-ci se classent en deux sous-catégories générales : chimiques ou physiques.
Les nombreux procédés appartenant à cette catégorie sont dominés par les réactions chimiques menant à la croissance de la couche mince.
On retrouve plusieurs variantes de dépositions chimiques :
chimique en phase vapeur (CVD).
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