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Comportement électro-mécanique de couches minces d'oxyde d'indium dopé à l'étain et déposées sur des substrats flexibles

L’objectif de cette thèse est d’étudier les comportements électrique et mécanique de films minces cristallins d’oxyde d’indium dopé à l’étain (ITO) soumis à une déformation équi-biaxiale. Les influences de la microstructure et de l’organisation des systèmes multicouches, lorsque l’ITO est associé à une couche métallique (Ag), sont analysées en détail. Les différentes couches minces sont déposées sur des substrats en polyimide par pulvérisation ionique, avec un contrôle de la microstructure grâce à l'ajustement des paramètres de dépôt. L’étude du comportement électro-mécanique des matériaux composites a été réalisée au travers d’expériences de déformation in situ, caractérisées avec une approche multi-échelle, combinant des mesures de déformation élastique par diffraction de rayons X (DRX), de déformation macroscopique par corrélation d’images numériques (CIN) et de résistivité électrique. Pour cela, nous avons développé l’intégration de mesures électriques 4 pointes au dispositif expérimental, comprenant la machine de traction biaxiale installée sur la ligne de lumière DiffAbs au synchrotron SOLEIL. Le rayonnement synchrotron, dans le cas présent, permet d’assurer la caractérisation fine du comportement mécanique de couches ayant un faible volume diffractant, au cours d’un essai de traction continu. Ce travail de recherche met en exergue la complémentarité entre les caractérisations microstructurales par DRX et les caractérisations électriques réalisées avec la méthode Van der Pauw. En particulier, le seuil d’apparition des fissures a été déterminé de façon précise, et le lien avec la présence de défauts ponctuels dans la microstructure a pu être mis en évidence. Ces expériences originales ont également permis de réaliser un important travail sur la détermination de la piézorésistivité électrique et de l’anisotropie élastique de l’ITO.

Mots-clés libres : Couches minces d'ITO, systèmes multicouches, comportement électro-mécanique in situ, diffraction de rayons X, rayonnement synchrotron, déformation biaxiale .

Rameau (langage normalisé) :
• Piezorésistivité
  
• Couches minces
  
• Rayonnement synchrotron
  
• Rayons X--Diffraction
  
• Matériaux‎--Propriétés mécaniques