I.4.2.2. Ablation laser:
L'ablation laser (PLDPulsed Laser Deposition)
consiste à focaliser un faisceau laser sur un matériau dans le
but de le vaporiser puis de condenser les particules ionisées sur un
substrat chauffé ou non. Il est à noter que les particules
ionisées ont une haute énergie cinétique (quelques
dizaines d'électronvolts).
Le dépôt de couches minces de ZnO par PLD a
l'avantage de pouvoir utiliser des pressions d'oxygène
élevées et celui de réaliser des films cristallins de
haute qualité avec une vitesse de croissance élevée
même à basse température [28]. La microstructure, la
cristallinité, l'orientation et les propriétés optiques
des couches de ZnO sont d'autant meilleures que la pression d'oxygène
est importante. L'élévation de pression peut réduire les
défauts tels que les lacunes d'oxygène [29]. Dans ce contexte
Tomasini et al [30] ont montré que la conductivité et la
transmission optique croissent avec la pression partielle d'oxygène.Ils
ont expliqué ceci par l'augmentation de la réactivité de
l'oxygène moléculaire incorporé dans les couches de ZnO.
L'amélioration de la qualité des dépôts par cette
technique est due à la diminution des défauts et à
l'augmentation de la taille des grains [31].
L'ablation laser a toutefois des limitations dues au manque
de fiabilité des lasers, et de son coût élevé. Ceci
profite à d'autres techniques plus aisées d'utilisation telle que
la pulvérisation cathodique.
Figure .I.5 : Schéma
conventionnel d'un système d'ablation laser.
I.4.2.3. L'évaporation sous vide:
L'évaporation d'un matériau à
déposer est obtenueen le chauffant par l'un des différents moyens
: effet Joule, induction (couplage d'un générateur haute
fréquence), canon à électrons, faisceau laser ou arc
électrique. Dans le but d'augmentation la vitesse du film mince,
l'évaporation est effectuée sous un vide poussé (pression
de l'ordre de 10-3 à 10-4 Pa) [31].
Lorsque la pression n'est pas suffisamment basse les
dépôts sont peu adhérents et souvent amorphes. Comme le
flux de vapeur est localisé et directionnel, il est souvent
nécessaire de donner au substrat un mouvement de rotation ou de
translation par rapport à la source d'évaporation, de
manière à réaliser un dépôt homogène
et d'épaisseur uniforme. Les meilleurs résultats sont obtenus sur
des surfaces pratiquement perpendiculaires au flux de vapeur [32].
D'une manière générale, les principaux
problèmes rencontrés lors d'une évaporation sont:
· la dissociation des oxydes.
· la réaction des matériaux à
évaporer avec ceux avec lesquels ils sont en contact.
· les dégazages, la décomposition, les
micro-explosions des matériaux à évaporer.
· la difficulté d'obtenir des couches d'alliages
ayant la même composition que l'alliage de départ.
L'évaporation reste, toute fois, une méthode
particulièrement appréciée car on élabore ainsi des
matériaux très purs et d'autant plus purs que la pression est
faible, ce qui est le cas pour le procédé d'épitaxie par
jets moléculaires [33,34]. Cependant, elle ne convient pas à la
fabrication de films hors équilibre thermodynamique. La
littérature montre que ce procédé est aussi bien
adapté à l'élaboration des couches ZnO. En
effet différentes couches minces de ZnO dopé ou non, ont
été préparées avec succès par
évaporation sous vide [35,36].
Figure.I.6: Schema conventionnel
d'une évaporation thermique.
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