Дисертації: "Silicium – Propriétés mécaniques"

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Bonnotte, Éric. "Étude des propriétés mécaniques des films minces : Application au silicium monocristallins." Besançon, 1994. http://www.theses.fr/1994BESA2061.

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Анотація:

L'objectif de l'étude est la détermination des propriétés mécaniques des matériaux en faible épaisseur ou films minces. L'essai présenté ici est le bulbing (gonflement de plaques). Après avoir exposé les principales méthodes d'investigation des films mince, on explicite les lois de comportement d'une plaque soumise à une pression hydrostatique en envisageant diverses conditions aux limites. Une description de la machine d'essai conçue et réalisée est ensuite proposée. L'essai de bulbing permet de remonter au module biaxal Y dans le cas de matériaux isotropes. Si le matériau est anisotrope, on définit des coefficients Ex et Vx pour la direction x considérée. Le problème de l'extensométrie est abordé et on expose les deux méthodes optiques mises en oeuvre pour mesurer les déplacements : l'interférométrie holographique et la projection de franges, associées à l'interférométrie par mesure de phase, qui permet d'analyser le déplacement hors-p^lan de l'ensemble des points de la surface de l'échantillon. Ces techniques sont utllisées respectivement dans le cas des faibles flèches avec une précision de l'ordre de la longueur d'onde du laser sur 50 (Lambda/50) et dans le cas des grandes flèches avec une précision de 1,5 % environ. . .

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Sakata, Hironobu. "Propriétés électriques et mécaniques de couches minces d'oxydes déposés sous vide." Bordeaux 1, 1986. http://www.theses.fr/1986BOR10530.

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Анотація:

Des couches minces de i. T. O. Ont ete obtenues par coevaporation reactive d'indiuum et d'etain en astmosphere oxydante. Les mecanismes de conduction sont relies au traitement thermique et au taux de cristallisation. Les couches de silice sont realisees par evaporation a l'aide d'un canon a electrons. Les proprietes mecaniques de ces couches sont correlees aux parametres de depot

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Delage, Muriel. "Contribution à l'étude du comportement magnétodynamique des tôles fer silicium à grains non orientés." Paris 6, 1997. http://www.theses.fr/1997PA066059.

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Анотація:

Depuis leur fabrication jusqu'a leur utilisation dans des dispositifs électrotechniques, les tôles ferromagnétiques sont soumises a de nombreuses déformations élastiques et plastiques. Le présent travail porte sur l'étude des phénomènes magnetomecaniques des matériaux les plus utilises dans le génie électrique, les tôles fer silicium a grains non orientes. Un dispositif expérimental a été mis au point et permet la caractérisation magnétique des matériaux sous sollicitation mécanique. Ainsi, le matériau est soumis a une contrainte homogène de traction élastique, appliquée dans sa direction de laminage. Parallèlement, un dispositif d'excitation magnétique bi axial impose, dans la tôle, une induction de direction fixe par rapport a l'axe de la contrainte, mais réglable, a discrétion, par le manipulateur. Une méthode numérique de contrôle asservit l'induction a une forme d'onde sinusoidale. Un réseau de caractéristiques magnétiques a donc pu être obtenu, pour différentes directions d'induction, comprises entre 0 et 90 par rapport a l'axe de laminage, et pour plusieurs valeurs de contrainte de traction appliquée. La variété des évolutions observées, en fonction de l'angle entre l'induction dans la tôle et la contrainte, trouvera un début d'explication dans la tentative d'analyse d'un comportement microscopique très complexe. L'intégration de la contrainte au modèle de pertes magnétiques développe par g. Bertotti sera, par ailleurs, étudie.

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Olagnon, Christian. "Influence des conditions d’élaboration sur la microstructure et les propriétés mécaniques du nitrure de silicium." Lyon, INSA, 1990. http://www.theses.fr/1990ISAL0008.

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Анотація:

Le coulage en barbotine permet de réaliser des formes complexes et de disperser des poudres fines conduisant à des densités élevées même après frittage sous faible pression. Les différents paramètres de cette méthode d'élaboration sont étudiés pour le nitrure de silicium. Après obtention de matériaux à haute densité l'application du coulage en barbotine est étendue aux composites whiskers de carbure de silicium - nitrure de silicium contenant jusqu'à vingt pour cent de fibres. L'analyse de l'influence du broyage des poudres, du frittage et de la taille des fibres a conduit à une optimisation du procédé de mise en œuvre et à l'obtention de matériaux composites de haute densité. Les mécanismes de renforcement sont analysés à partir de la microstructure et des propriétés mécaniques et par comparaison aux matériaux monolithiques.

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Chambolle, Damien. "Étude sur la rupture de composites à matrice métallique et à renforts discontinus : aluminium, carbure de silicium." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1990. http://www.theses.fr/1990ECAP0133.

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Анотація:

L’ utilisation de composites à matrice métallique (CMM) et à renforts discontinus nécessite une bonne connaissance de leurs caractéristiques thermiques, élastoplastiques et à rupture. Certaines de ces caractéristiques ont été étudiées sur deux matériaux ayant pour matrice un alliage d'aluminium 2124 t6: renforce par 20% de trichites de carbure de silicium alignées par filage, renforce par un mélange de trichites alignées par filage et de particules de carbure de silicium (4,5% de particules). Si l'anisotropie est modérée du point de vue des caractéristiques d'élasticité, elle est plus importante pour les caractéristiques à rupture, tout particulièrement en présence de fissures. Les allongements à rupture mesurés après des essais de traction en sens long et travers sont de l'ordre de 2%. Une étude des caractéristiques en traction a 350c a permis de mettre en évidence les mauvaises caractéristiques du composite à rupture ainsi qu'une sensibilité importante aux vitesses de déformation. L’étude des micro-mécanismes de la rupture a été réalisée à l'aide d'un appareillage de traction sous microscope électronique à balayage construit au laboratoire. Nous avons utilisé des modèles micro-mécaniques afin d'interpréter l'influence de chargements thermo-mécaniques sur l'état de contrainte et de déformation à l'échelle des renforts. Puis un modèle a trois phases calculé par éléments finis a permis de construire des critères d'endommagements relies aux paramètres matériau.

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Hemel, Audrey. "Propriétés mécaniques de membranes d’épaisseur nanométriques : construction et mise au point d’un essai de gonflement." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2010. http://www.theses.fr/2010INPL060N/document.

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Анотація:

Un nouvel essai mécanique a été développé pour répondre à la demande d'analyse des propriétés mécaniques des revêtements et films d'épaisseur nanométrique par essai de gonflement. La méthode utilisée est l'application d'une différence de pression sur une membrane non supportée, usinée en utilisant les techniques standards de gravure microélectronique. Le banc d'essai permettra d'effectuer des essais à haute température (au dessus de 900°C). La principale difficulté rencontrée a été la mise au point d'une méthode de mesure de la déflection de la membrane qui perturbe celle ci aussi peu que possible. Deux techniques ont été utilisées : capteur ponctuel et capteur interférométrique 2D avec référence sphérique. La première technique, plus simple, s'est révélée difficilement praticable, en particulier dans le cas de flambage de la membrane. La mise en place de la deuxième a nécessité une description fine du comportement du système optique (distorsion des images, calcul des interférogrammes) aboutissant à une méthode de mesure simple, susceptible d'être intégrée en ligne au système de contrôle de l'interféromètre, et complétée par un traitement complet des données après essai.Afin de valider l'essai, deux types de revêtements ont été caractérisés. Tout d'abord des films fragiles de nitrure de silicium et de silicium pour mettre en évidence la fiabilité et la reproductibilité des essais. Puis des films minces d'or pour observer l'influence de la microstructure sur le début de la déformation plastique
A new mechanical testing device of free standing membranes by Bulge Test has been built at Institute Jean Lamour in order to investigate the mechanical properties of thin films of nanometric thickness. The Bulge Test measures the deflection of a free standing membrane to which a differential atmospheric pressure has been applied. (The specimens are prepared from film on substrate deposits by cutting a window within the substrate by standard microelectronic techniques.) We aim of achieve tests from room temperature to ~ 900°C. The main technical difficulty met during this work was to develop a non perturbating method of measurement of the film bulge. Two different techniques were tested: point measurement and 2D interferometry using a spherical reference. The first technique, however simple, was difficult to practice, especially in the case of buckling membranes. The second method required a detailed analysis of the whole optical system (image distorsion, calculation of interferograms) leading to a simple measurement method, suitable for integration in the acquisition and command chain of the device, followed by an off line full treatment.The operating method was used on two different sets of specimens: fragile silicon nitride and silicon membranes in order to test the reproducibility of the device. Polycrystalline gold thin films were then used to study the early stage of plastic strain

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Allain, Pierre. "Etude des propriétés électro-thermo-mécaniques de nanofils en silicium pour leur intégration dans les microsystèmes." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00749756.

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Анотація:

Les propriétés électro-thermo-mécaniques remarquables qui peuvent apparaître dans les nanofils de silicium font l'objet d'un nombre croissant de travaux de recherche. Ces travaux de thèse de nature fortement expérimentale, visent à donner une meilleure connaissance de ces propriétés dans le cas de nanofils, en silicium monocristallin, fabriqués par approche descendante. Pour caractériser la piézorésistivité, deux méthodes de chargement mécaniques ont été développées : la flexion 4 points de puce et la traction/compression in situ avec un actionneur MEMS. La méthode 3ω a été choisie pour des mesures de conductivité thermiques. Ces propriétés ont été étudiées en fonction de la température et la contrainte dans une station sous pointes cryogénique.Les résultats montrent que les nanofils fabriqués à partir de substrats SOI amincis peuvent, de manière inattendue, être fortement contraints en compression après fabrication. Les nanofils de type p présentent, même en régime de mesure dynamique, des coefficients piézorésistifs élevés qui décroissent fortement avec la température et permettent une détection intégrée de mouvement de MEMS avec une limite de détection inférieure à l'Angström. Les mesures thermiques confirment l'effet d'échelle attendu de la conductivité thermique, la décroissance avec la température est compatible avec les résultats théoriques et expérimentaux précédemment publiés.

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Fonollosa, Philippe. "Propriétés mécaniques et microstructurales de nouvelles matrices à ultra haute performance." Thèse, Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066142.

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Gomez, Jean-Paul. "Caractérisation mécanique de composites à matrice d'alliages d'aluminium et renforts particulaires SiC ou Al2O3 (influence des traitements thermiques,études des contraintes résiduelles)." Toulouse, INPT, 1996. http://www.theses.fr/1996INPT032G.

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Анотація:

Des alliages d'aluminium a durcissement structural (2014 et 6061) contenant 0, 10, 15 et 20% volumiques de particules al#2o#3 ou sic ont ete amenes a l'etat t6 et a l'etat recuit. L'influence du taux de renfort sur le comportement mecanique des composites a ete etudie en traction, flexion trois points sur eprouvette entaillee, compression dynamique et traction in situ sous microscope electronique a balayage. Pour etablir une correlation entre ces differents essais, l'evaluation des contraintes internes a ete effectue par diffraction des rayons x. La methode classique des sin2 n'etant pas applicable dans ce cas, les contraintes dans les composites ont ete evaluees en termes de contrainte de flexion equivalente sur l'alliage correspondant. Les contraintes de traction ou de compression developpees lors des traitements thermiques expliquent les differences entre les energies absorbees en compression dynamique, les valeurs des resiliences et les modes de propagations des fissures

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Bernard-Granger, Guillaume. "Dévitrification de la phase intergranulaire du nitrure de silicium : Influence sur les propriétés mécaniques à haute température." Lille 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LIL10128.

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Анотація:

Le nitrure de silicium densifie par frittage en phase liquide contient une phase vitreuse continue distribuee aux joints de grains, dont la presence est nefaste du point de vue de la resistance au fluage a haute temperature. Afin d'eliminer cette phase, nous avons etudie ses possibilites de devitrification par l'intermediaire de traitements thermiques. Nous avons alors montre que: au maximum 98% de la phase intergranulaire cristallise, que differentes phases coexistent et qu'il existe des transformations de l'une vers l'autre, que la presence d'impuretes doit etre minimisee et que l'atmosphere environnante n'a pas d'influence sur les mecanismes internes de devitrification. Enfin, la cristallisation peut etre modelisee par une loi de type avrami. Dans un deuxieme temps, nous avons etudie l'influence d'une devitrification quasitotale sur la resistance en fluage. Une amelioration significative a ete constatee. D'une maniere generale, quelle que soit la nature de la phase aux joints, le mecanisme de deformation est le glissement aux joints accomode par la dissolution-diffusion-reprecipitation ou la cavitation, suivant la contrainte et la temperature experimentales. Dans le cas d'un materiau de type sialon, ou le peu de phase aux joints est cristalline apres frittage, aucune degradation des proprietes de fluage n'a ete detectee jusqu'a 1360c et pour une contrainte de 300 mpa.

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Molliex, Ludovic. "Approche micromécanique de la résistance en traction de composites à matrice métallique : carbure de silicium/titane et carbure de silicium/aluminium." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1995. http://www.theses.fr/1995ECAP0400.

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Анотація:

L’interface fibre-matrice dans les composites à matrice métallique est le siège de réactions chimiques complexes et d'un état de contraintes résiduelles particulier. On se propose de caractériser l'interface fibre-matrice à l'aide de l'essai de fragmentation sur composite monofilamentaire. Cet essai impose de quantifier l'endommagement de la fibre au sein du composite et de calculer les contraintes résiduelles à l'interface. Puis moyennant quelques simplifications, une simulation est développée afin de prévoir la résistance en traction d'un composite multifilamentaire sollicité dans le sens des fibres. Les paramètres utiles a cette modélisation sont le cisaillement interfacial déterminé par l'essai de fragmentation, la distribution de Weibull des résistances de la fibre ainsi que les caractéristiques de la matrice. Après confrontation du modèle avec l'expérience, le bon accord entre les résultats d'essais de traction en température et la simulation, tend à valider les hypothèses sur les micromécanismes intervenant lors d'un essai de traction

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Sabouret, Eric. "Composites à matrice nitrure de silicium et fibres de carbone : élaboration, comportement mécanique." Limoges, 1996. http://www.theses.fr/1996LIMO0017.

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Анотація:

Ces recherches portent sur l'elaboration et l'etude du comportement mecanique en flexion de composites unidirectionnels a matrice nitrure de silicium et fibres de carbone. Un protocole d'elaboration a ete etabli. Un systeme de filtration sous pression a ete utilise pour consolider les preimpregnes. Les conditions experimentales de mise en suspension de poudres ceramiques (charge de surface des particules, viscosite, tension de surface) ont ete optimisees afin d'obtenir des corps en cru denses et homogenes. La diminution de la temperature de frittage ainsi que l'application d'une pression mecanique des 1300c ont permis de reduire considerablement la reaction chimique fibres-matrice lors de l'elaboration. Les conditions de preparation et les parametres de frittage sous charge ont ete precises. Les contraintes mecaniques residuelles d'origine thermique ont ete determinees par diffraction des rayons x et calculees a l'aide d'un modele analytique. Ces contraintes de traction axiale dans la matrice ont ete reduites grace a l'utilisation de fibres de carbone bas module (120 gpa) pour eviter la multifissuration matricielle lors de l'elaboration. Des revetements de carbone pyrolitique et de carbure de silicium ont ete deposes sur les fibres afin de modifier les proprietes de l'interface fibre-matrice. Les courbes contrainte-deplacement de composites unidirectionnels ont mis en evidence l'influence du renfort, des conditions de frittage et de la nature de l'interphase sur le comportement mecanique des composites. Des essais de charge-decharge en flexion ont permis de comparer les proprietes interfaciales des differents composites

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Bayoumi, Mohamed. "Structure et comportement mécanique de composites à matrice Al-Si contenant des particules de carbure de silicium." Grenoble INPG, 1987. http://www.theses.fr/1987INPG0126.

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Mathis, Frédéric. "Etude de la codéposition électrolytique du nickel et de particules de carbure de silicium. Propriétés physico-chimiques des codépôts de nickel et carbure de silicium." Toulouse, INPT, 1992. http://www.theses.fr/1992INPT047G.

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Анотація:

La codeposition electrolytique du nickel et de particules de carbure de silicium permet l'elaboration de depot composite par voie electrochimique. Le carbure de silicium, isolant, est incorpore dans le depot de nickel sous l'influence de facteurs mecaniques lies a l'agitation du bain electrolytique. La realisation de tels depots permet de resoudre les problemes d'usure segment-chemise rencontres dans les moteurs a explosion. L'etude realisee a permis de definir, a partir de plans d'experience, le codepot ideal presentant la meilleure tenue en frottement segment-chemise et les parametres de codeposition de depots approchant au mieux ce codepot ideal. Les essais tribologiques montrent que l'usure est etroitement liee aux taux de particules incluses et a la granulometrie de la poudre de carbure de silicium. La meilleure tenue a l'usure est obtenue pour une fraction volumique de 0. 20 en carbure de silicium de granulometrie inferieure a 0,5 micron. Cependant, le comportement tribologique est egalement lie a l'etat de surface, les fortes rugosites provoquent une usure plus severe. L'utilisation de courant pulse permet de diminuer la rugosite des codepots et, en consequence, d'utiliser des codepots de plus faible epaisseur. Des gains importants en usure et en frottement ont ete obtenus avec des codepots de faible epaisseur, non usine et ne contenant que des particules de taille inferieure a 0,5 micron

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Lallemand, Florent. "Etude des propriétés thermiques électriques et mécaniques des couches minces de polysilicium dopées in situ phosphore déposées par LPCVD sur des structures à fort rapport d'aspect." Caen, 2009. http://www.theses.fr/2009CAEN2039.

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Анотація:

La technologie PICS (Passive Integration Connective Substrate) permet une forte intégration sur silicium de composants passifs, notamment de condensateurs haute densité par la gravure de motifs tridimensionnels à fort rapport d’aspect. L’une des étapes technologiques les plus délicates de ce procédé consiste à remplir les structures 3D à l’aide d’un film de silicium polycristallin dopé in-situ. Les premières expériences de développement sur la seconde génération de produits ont tout d’abord montré que la présence de structures tridimensionnelles conduit à une dégradation significative de l’uniformité des films déposés (épaisseur et dopage). De plus, le remplissage des structures 3D par la couche de polysilicium entraîne une déformation des plaques pouvant conduire à leur destruction. Dans cette thèse, les études menées avaient pour but de résoudre ces deux problématiques conjointes. Il s’agissait d’adapter les paramètres de dépôt et de recristallisation du film de polysilicium afin de répondre aux exigences du procédé. Ces recherches ont démontré que la déformation des plaques est intimement liée à la phase cristalline déposée, et ce, même après recristallisation des films à haute température. Les premiers travaux montrent que les conditions de dépôt les plus favorables à la réduction des non-uniformités nuisent à l’intégrité des structures tridimensionnelles. Par conséquent, de nouvelles conditions de dépôt et de recuit ont été mises au point afin de limiter la déformation des substrats sans dégrader l’uniformité du dépôt tout en tenant compte des contraintes de productivité liées au contexte industriel. Les caractérisations physiques, électriques et structurales réalisées ont permis de corréler l’amélioration des performances électriques avec la modification de la taille des cristallites et de leur organisation au sein du matériau
PICS technology (Passive Integration Connective Substrate) allows high integration of passives components onto a silicon substrate and more specifically high density trench capacitors formed by etching of high aspect ratio 3D structures. One of the most critical steps of this process consists in filling 3D structures with an in-situ doped polysilicon layer. Preliminary experiments performed during the development of the second PICS generation have revealed that the tridimensional structures cause an important degradation of deposited films uniformity (thickness and doping). Furthermore, the filling of such 3D structures with polysilicon is inducing wafer warpage that could lead to wafer breakage. In this thesis, studies aimed at solving these two related issues by tuning deposition and crystallization parameters in order to fit the process specifications. Experiments have demonstrated that wafer warpage is closely related to the crystal phase deposited, even after layer re-crystallization at high temperature. First experiments have shown that the best deposition conditions for a good layer uniformity generate damage of the 3D structures. So, new process conditions for deposition and annealing of the polysilicon layer have been developed to limit wafer warpage without degrading uniformity and productivity. Physical, electrical and structural characterizations have shown the correlation of electrical performances improvements with the microstructure of the layer

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Vincent, Sébastien. "Étude du collage par ahésion moléculaire entrant dans le cadre de la réalisation de substrats composites par la technologie Smart-Cut." Grenoble INPG, 2009. http://www.theses.fr/2009INPG0189.

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Le collage par adhésion moléculaire consiste en la mise en contact de deux surfaces lisses et propres, afin de créer une adhésion entre elles. Cette technologie a de nombreux intérêts dans la réalisation de structures empilées pour la microélectronique. Il est donc nécessaire d'avoir une connaissance approfondie des phénomènes physiques associes à cette technologie, ce qui est le but de cette thèse. Dans cette étude les mécanismes mis en place sont bases sur la théorie des contacts lors de l'adhésion de surfaces rugueuses ainsi que sur le stockage et la diffusion de l'hydrogène a l'interface de collage. La caractérisation de cette interface de collage par réflexion des rayons x et spectroscopie infrarouge a permis de modéliser les mécanismes proposés
The molecular bonding consists in the adhesion between two flat and clean surfaces. This technology has many interests in the realization of stacked structures for the microelectronic industry. It is then necessary to have a good knowledge of the physical mechanism involved in this technology, which is the purpose of the PHD, the mechanisms given in this study are based on the contact theory and the storage and diffusion of hydrogen at the bonding interface. The bonding interface characterization by x-ray reflexion and infrared spectroscopy allowed the modelization of the proposed mechanisms

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Desomberg, Jérôme. "Etude de l'influence des propriétés mécaniques des surfaces sur l'énergie de collage direct." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAY049/document.

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Анотація:

De nos jours, l’industrie de la microélectronique cherche à développer des composants toujours plus performants tout en réduisant la consommation d’énergie. Les solutions planaires ayant atteint leurs limites, desstructures 3D furent développées afin d’empiler verticalement les circuits. Cela nécessite une parfaite maitrise des différents procédés d’assemblage au sein desquels le collage direct de couches minces d’oxyde de silicium déposées par PECVD constitue une alternative intéressante en ce sens qu’elle permet l’élaboration à basse température de structures intégrant des couches isolantes composées d’oxyde de silicium.Le collage direct d’oxyde de silicium obtenu par voie thermique fut largement étudié par le passé. Cependant, l’utilisation d’oxyde de silicium obtenu par voie de dépôt PECVD fut jusqu’ici peu répandu dans les structures collées. L’objet de notre étude fut d’évaluer les particularités de l’oxyde de silicium déposé dans le cadre du collage direct ainsi que les mécanismes spécifiques mis en jeu lors du scellement de l’interface de collage. Le collage direct s’effectuant par la mise en contact de ces surfaces à température ambiante, puis étant généralement suivi d’un recuit de consolidation, des mécanismes particuliers auront lieu dans le volume de l’oxyde ainsi qu’à l’interface de collage permettant de différencier le comportement des oxydes déposés en collage.Dans cette étude, nous avons assemblés différentes configurations d’oxydes et montré l’influence primordiale de l’eau sur le collage direct. Il est apparu que, dès la température ambiante, cette dernière impactait déjà le collage en modifiant les propriétés physicochimiques et mécaniques de la subsurface de l’oxyde. A plus haute température, l’eau migre du volume de l’oxyde vers l’interface de collage permettant la fermeture de l’interface de collage en exacerbant les propriétés de l’oxyde précités. L’eau résultant de la fermeture de l’interface de collage est alors soit stockée à l’intérieur de cavités se formant à l’interface de collage, soit évacuée dans la subsurface de l’oxyde suivant la typologie de celui-ci. Il a également été montré que l’oxydedéposé disposait d’un profil de concentration d’eau relativement équilibré et qu’il pouvait contenir une quantité importante d’eau. Ces constations ont permis l’élaboration de structures bicouches optimisées pour le collage direct. La compréhension de ces différents mécanismes apporte un nouvel éclairage dans l’utilisation des procédés de collage direct pour les applications du futur
Nowadays, the microelectronics industry is seeking to develop ever more efficient components while reducing energy consumption. Planar solutions having reached their limits, 3D structures were developed to vertically stack the circuits. This requires a perfect control of the different assembly processes in which the direct bonding of thin layers of silicon oxide deposited by PECVD constitutes an interesting alternative in the sense that it allows the elaboration at low temperature of structures integrating insulating layers composed of silicon oxide.The direct bonding of silicon oxide obtained by thermal oxidation has been widely studied in the past. However, the use of deposited PECVD silicon oxides has not been so far widespread in bonded structures. The purpose of our study was to evaluate the particularities of the silicon oxide deposited in the direct bonding framework as well as the specific mechanisms involved during sealing of the bonding interface. Since direct bonding takes place by bringing these surfaces into contact at room temperature and then generally followed byconsolidation annealing, special mechanisms will take place in the oxide volume and at the bonding interface to differentiate the behaviour of the PECVD deposited silicon oxides in bonding.In this study, we assembled different oxide configurations and showed the primordial influence of water on direct bonding. It appeared that, from the ambient temperature, the water was already impacting the bonding by modifying the physicochemical and mechanical properties of the oxide subsurface. At higher temperatures, the water migrates from the oxide volume to the bonding interface allowing the closing of the bonding interfaceby exacerbating the above oxide properties. The water resulting from the closing of the bonding interface is then either stored inside cavities forming at the bonding interface or discharged into the oxide subsurface dependingon the type of oxide. It was also shown that the deposited oxide had a relatively balanced water concentration profile and could contain a significant amount of water. These findings have led to the development of two-layerstructures optimized for direct bonding. Understanding these different mechanisms provides new insights into the use of direct bonding processes for future applications

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Guillotte, Maxime. "Étude des propriétés mécaniques de l'or sous forme de nanofil et de structure nanoporeuse par dynamique moléculaire." Thesis, Poitiers, 2019. http://www.theses.fr/2019POIT2294/document.

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Dans cette thèse nous avons étudié en détail les propriétés mécaniques de l’or sous forme de nanofils et de structures nanoporeuses revêtues ou non de silicium amorphe (a-Si). Ces travaux ont été effectués par dynamique moléculaire. Nous avons dans un premier temps étudié la déformation cyclique de nanofils d’or (NF-Au) et de nanofils cœur-coquille or-silicium amorphe (NF-AuSi). Ces simulations ont montré que le NF-Au est déformé au cours des cycles par deux mécanismes prépondérants : le maclage extensif puis le glissement d’un unique plan atomique. Le cyclage a pour effet d’altérer progressivement la morphologie de la structure en augmentant le nombre et la taille des défauts créés en surface. La déformation cyclique du NF-AuSi montre que le revêtement de a-Si délocalise la plasticité le long de la structure et permet de mieux conserver la morphologie initiale du cœur. Nous avons ensuite développé une méthode originale de génération de l’or nanoporeux. Cette méthode a été validée par la comparaison structurale et mécanique avec des résultats expérimentaux. Puis nous avons étudié la déformation en traction et en compression de différentes structures générées par cette méthode. Nous avons dans les deux cas mis en évidence les mécanismes de déformation des ligaments. En traction, nous avons apporté de nouveaux résultats permettant de mieux comprendre pourquoi l’or nanoporeux est fragile alors que l’or massif est ductile. En particulier, nous avons étudié comment s’opère la fracture en cascade des ligaments par transfert de contrainte entre ceux-ci. En compression nous avons entre autres montré que l’effondrement des pores et la création de joints de grains est responsable de l’augmentation de la contrainte à la transition écoulement-densification. Les simulations de traction et de compression des mêmes structures mais revêtues de silicium amorphe montrent plusieurs résultats intéressants. Par exemple, la résistance des structures est augmentée d’un facteur 2 à 4. De plus, le revêtement a pour effet de délocaliser la plasticité ce qui augmente la ductilité notamment en traction. En compression, la transition écoulement-densification est avancée probablement en raison de la diminution de la taille des pores causée par le revêtement
In this thesis we have studied in detail the mechanical properties of gold nanowires and nanoporous gold with and without an amorphous silicon coating (a-Si). This work was done using molecular dynamics simulation. We first studied the cyclic deformation of gold nanowires (Au-NW) and gold-silicon core-shell nanowires (AuSi-NW). These simulations showed that the Au-NW is deformed during cyclic loading by two main mechanisms: extensive twinning and the slip of a single atomic plane. Cycling gradually alters the morphology of the structure by increasing the number and size of defects created on the surface. The cyclic deformation of the AuSi-NW shows that the a-Si coating delocalizes the plasticity along the structure and allows to better preserve the initial morphology of the core. We then developed an original method for generating nanoporous gold. This method was validated by structural and mechanical comparison with experimental results. Then we studied the tensile and compressive deformation of different structures generated by this method. In both cases, we have highlighted the deformation mechanisms of ligaments. In tension, our simulations have brought new results to better understand why nanoporous gold is brittle while bulk gold is ductile. In particular, we studied how the catastrophic failure of ligaments occurs by stress transfer between them. In compression we have shown, for example, that pore collapse and the creation of grain boundaries are responsible for the increase of stress at the transition from flow to densification. Tensile and compression tests simulations on the same structures but coated with amorphous silicon show several interesting results. For example, the strength of the structures is increased by a factor of 2 to 4. In addition, the coating has the effect of delocalizing the plasticity, which increases ductility, particularly in tension. In compression, the transition from flow to densification is advanced probably due to the decrease in pore size caused by the coating

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Baud, Sandrine. "Frittage en phase liquide du carbure de silicium : évolution des microstructures et des propriétés mécaniques : Etude thermodynamique des interactions oxydes/SiC." Grenoble INPG, 2000. http://www.theses.fr/2000INPG4201.

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Nombreuses sont les etudes qui ont montre l'interet du frittage en phase liquide pour l'elaboration du carbure de silicium. Nous nous sommes interesse plus particulierement dans ce travail aux relations microstructure/proprietes mecaniques et aux phenomenes de vaporisation se deroulant lors du frittage. Des carbures de silicium ont ete elabores par frittage en phase liquide a l'aide du melange eutectique yag-al 2o 3. Les conditions experimentales ont ete optimisees a l'aide de plans d'experiences. Le diametre moyen d 5 0 et le rapport d'elancement r 9 5 des grains de sic des materiaux frittes ont ete quantifies par analyse d'images. Leur etude a montre que : _ dans nos conditions d'elaboration, l'ajout de germes n'influe pas sur la microstructure finale des echantillons, _ la croissance des grains equiaxes est continue alors que celle des grains allonges se deroule en deux etapes, _ la durete est inversement proportionnelle a d 5 0 et la tenacite est proportionnelle a d 5 0. Nous avons elabore deux materiaux interessants : l'un a grains fins de durete 2700 hv, l'autre a grands grains allonges de tenacite 6 mpa. M 1 / 2. Nous avons mis en evidence l'existence d'un transfert de matiere en phase gazeuse entre le lit de poudre et les echantillons. Ce transfert est fortement influence par la teneur en alumine du lit et par l'origine de la poudre de sic. En se basant sur la relation de congruence, nous avons calcule la vaporisation a l'equilibre des systemes si-al-c-o et si-al-y-c-o. Ces calculs associes a des mesures en spectrometrie de masse haute temperature couplee aux cellules d'effusion nous ont permis : _ d'identifier les especes responsables des transferts de matiere : al(g), al 2o(g), sio(g) et co(g) _ de determiner les coefficients cinetiques d'evaporation et de condensation de ces especes _ de definir des parametres pertinents pour le choix d'un lit de poudre : un lit efficace doit imposer des pressions de al(g), al 2o(g) et co(g) elevees et une pression de sio(g) faible.

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Guillemot, François. "Couches poreuses de silice structurées par des latex : structure, propriétés mécaniques et applications optiques." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00543809.

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Les couches minces à bas indice de réfraction présentent un intérêt important pour ajuster les propriétés optiques de certains dispositifs, par exemple leur réflectivité. Les couches sol-gel mésoporeuses de silice préparées par auto-assemblage de tensioactif ont été l'objet de nombreuses études mais présentent un indice de réfraction très peu stable puisqu'elles peuvent être le lieu de condensation capillaire d'eau atmosphérique. Pour dépasser ce problème, nous avons préparé des couches sol-gel poreuses de silice, structurées par des latex synthétisés spécifiquement, avec des tailles de pores supérieures à 30 nm, pour lesquelles la condensation capillaire n'a pas lieu. Ces couches ne présentent pas de microporosité dans les murs de silice, ce qui permet d'ajuster indépendamment et précisément la taille des pores, leur fraction volumique ainsi que leur chimie de surface. L'accessibilité des pores en fonction de leur taille et de la fraction poreuse a été étudiée par ellipsométrie-porosimétrie et par annihilation de positons. Une transition de percolation entre une porosité ouverte et fermée a été observée lorsque l'on fait décroître la fraction poreuse. Les propriétés mécaniques des couches ont été étudiées par nanoindentation : nous avons montré que module d'Young et dureté suivent un modèle de surface solide minimale. Le caractère modèle des propriétés structurales et mécaniques des couches ainsi préparées nous permet d'envisager une optimisation des propriétés du matériau. Ces couches poreuses avec un indice de réfraction très stable et ajustable sur une large gamme (de 1,10 à 1,45) sont ainsi très prometteuses pour des applications optiques

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Perrier, Malika. "Etude de la relation entre la microstructure et les propriétés mécaniques d'un acier durci par précipitation intermétallique intense : le Fer-Silicium-Titane." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00721729.

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Анотація:

L'amélioration des propriétés mécaniques dans les alliages du système Fer-Silicium-Titane grâce à l'introduction d'une précipitation nanométrique a été démontrée dans la littérature. La haute valeur de limite d'élasticité qui peut être atteinte dans ces aciers en fait de bons candidats pour des applications dans l'élaboration de structures automobiles. Dans ce contexte, cette étude a pour objectif de caractériser et comprendre la séquence et la cinétique de précipitation dans ces alliages, ainsi que les relations entre microstructure de précipitation et propriétés mécaniques, dans une démarche de conception d'alliages optimisée. La démarche utilisée a tout d'abord consisté en une caractérisation multi-échelle de la précipitation par diffusion des neutrons aux petits angles, microscopie électronique en transmission et sonde atomique tomographique, qui a permis d'aboutir à une description précise de la structure, composition, taille et fraction volumique des précipités, qui ont ensuite été reproduites par modélisation. Dans un deuxième temps, les tests mécaniques réalisés à température ambiante ont révélé un fort potentiel durcissant, qui dépend du temps et de la température de vieillissement. Des modèles à base physique pour la limite d'élasticité et le taux d'écrouissage (tenant compte des contributions isotropes et cinématiques) ont été appliqués pour décrire les courbes de traction mesurées. Ceux-ci ont permis d'aboutir à une bonne compréhension des relations entre microstructures et propriétés dans le système Fe-Si-Ti.

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Zemzemi, Mabrouk. "Nano-indentation et matière ultra-dure : propriétés mécaniques d'une nano-couche de silicium : étude des polymorphes et des composés binaires de l'osmium." Paris 7, 2006. http://www.theses.fr/2006PA077179.

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Ce mémoire est essentiellement consacré à la matière ultra-dure (chapitres 2-4). Les matériaux durs sont essentiellement des carbures (WC), des nitrures (TiN), des borures (TiB2) et des oxydes (phase HP de SiO2). Ils ont beaucoup d'applications (outils de coupe, abrasifs, revêtement, prothèses et implants, etc). Néanmoins, seuls deux matériaux possèdent une dureté supérieure à 40 GPa : le diamant (96 GPa) et le nitrure de bore cubique (60 GPa). Ces deux matériaux sont difficiles à synthétiser et montrent divers désavantages à l'usage. La nano-indentation est la technique la plus récente pour mesurer la dureté des matériaux. Les tests de dureté traditionnels sont donnés dans l'annexe A. Le premier chapitre de ce mémoire est une contribution à la théorie de l'indentation. A ce jour, ce problème de contact entre deux solides, associé aux noms de Boussinesq et Hertz, n'est que partiellement résolu (voir annexe B). En effet, les deux matériaux en contact sont le plus souvent considérés comme isotropes; ce qui n'est jamais le cas. Par ailleurs, l'anharmonicité ou effets non-linéaires, c'est-à-dire les variations des coefficients mécaniques sous l'effet de la charge appliquée, ne sont jamais prises en compte. De plus, sous l'effet de la charge, l'échantillon subit localement des transformations structurales qui sont omises en général. Pour tenir compte de ces différents effets, nous avons associé les travaux indépendants de Stroh, Willis, Barnett, Farnell, Thurston et Brugger, Landau et d'autres. Dans ce travail, nous nous sommes limités au régime élastique
This dissertation is devoted to superhard materials (Chap. 2-4). These are mainly carbides (WC), nitrides (TiN), borides (TiB2) and oxides (HP phase of SiO2). Hard materials hâve many industrial applications wherever résistance to abrasion and wear are important. Nevertheless, only two materials possess a hardness value larger than 40 GPa, namely diamond (96 GPa) and cubic boron nitride (60 GPa). However, these two materials are difficult to synthesize. Moreover, they exhibit various drawbacks in use. Nano-indentation is the most recent technique for measuring the hardness. Tradi-tional tests are given in appendix A. The first chapter of this thesis is a contribution to the theory of indentation. Up to date, this contact problem between two solids, associated to the names of Boussinesq and Hertz, is only partially resolved (see appendix B). Usually, the two materials in contact are assumed to be isotropic; this is never the case. In addition, anharmonicity or nonlinear effects, i. E. , the variations of mechanical coefficients due to the applied load, are never taken into account. Moreover, the indented sample undergoes. Structural transformations which are omitted in most cases. In order to take into account these various effects, we combined the independent works of Stroh, Willis, Barnett, Farnell, Thurston and Brugger, Landau and others. We restricted our study to the elastic range. Osmium is not hard but it is less compressible than diamond. The investigation of its polymorphs is reported in chapter 2. A schematic phase diagram is suggested. It can be useful for future theoretical or experimental studies. As for titanium, the high pressure phase of osmium (omega) is expected to be hard

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Delettrez, Sophie. "Élaboration par voie gazeuse et caractérisation de céramiques alvéolaires base pyrocarbone ou carbure de silicium." Thesis, Bordeaux 1, 2008. http://www.theses.fr/2008BOR13723/document.

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Les mousses de carbone vitreux à très forte porosité, qui résultent de la pyrolyse de mousses polymères, ont des propriétés mécaniques et thermiques inadaptées pour certaines applications structurales (absorption de choc, piles à combustible...). Lors de cette étude, des revêtements de pyrocarbone (PyC, à partir de propane) et de carbure de silicium (SiC, issu du mélange CH3SiCl3/H2) ont été mis en oeuvre par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) et les conditions expérimentales ont été optimisées afin d’améliorer les propriétés des mousses. Les caractéristiques mécaniques, thermiques et de transport gazeux ont été évaluées respectivement grâce à des tests de compression uniaxiale et des mesures sur bancs de diffusivité flash et de perméabilité. Les propriétés physiques varient dans une grande proportion avec la densité relative. Grâce au contrôle de la composition, de la structure, de l’homogénéité d’épaisseur des dépôts et de la densité relative des mousses, le procédé de CVD permet d’adapter précisément leurs propriétés à une application précise
High porosity open cell carbon foams, resulting from the pyrolysis polymeric foams, have inadequate properties for structural applications such as shock absorbers or fuel cells. In this study, pyrocarbon (PyC derived from propane) and silicon carbide (SiC from CH3SiCl3/H2 mixtures) coatings were prepared by Chemical Vapour Deposition (CVD) and the experimental conditions were optimized to improve the properties of the foams. The mechanical, thermal and gas transport properties were respectively assessed by uniaxial crushing tests, flash diffusivity and gas permeability measurements. The physical properties vary significantly with the relative density. The CVD process allows the tailoring of the foam properties, for a specific application, through an accurate control of the structure, the composition, the thickness uniformity of the coatings and the relative density of the foams

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Peytour, Claude. "Étude de la microstructure et des propriétés mécaniques de liaisons céramique-métal entre Al₂O₃, ZrO₂ , Si₃N₄ et l'alliage TA6V." Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA112329.

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Cette étude a pour objet la caractérisation microstructurale et mécanique de liaisons céramique/métal réalisées par brasage actif. Les céramiques Al₂O₃, ZrO₂ et Si₃N₄ ont ainsi été assemblées à l'alliage TA6V (Ti-6Al-4V)à l'aide d'une brasure de composition Cu-40Ag-5Ti. La réactivité des matériaux utilisés et la nature des phases formées dans l'interface de liaison ont été étudiées et caractérisées au moyen de plusieurs techniques d'observation (microscopie optique et MEB) et d'analyse (diffraction des RX, microsonde électronique et MET). Les assemblages Al₂O₃/TA6V et ZrO₂/TA6V ont fait l'objet d'une étude approfondie qui a mis en évidence une microstructure interfaciale complexe. Une phase de composition Cu₂ (Ti, Al)40 a été mise en évidence à l'interface céramique/brasure. Cette première zone est suivie à mesure que l'on s'éloigne de la céramique des phases Ti (Cu, Al)₄, Ti₃CU₄, TiCu, Ti₂Cu et (Ti, Al)₃Cu formées par réaction entre l'alliage de brasure et TA6V. D'autre part, les caractéristiques mécaniques des liaisons ont été évaluées par des essais de traction. Des résultats très différents sont r obtenus pour les divers systèmes céramique/métal avec en particulier pour les liaisons ZrO₂/TA6V des charges à la rupture suffisamment élevées pour permettre d'envisager l'application industrielle de la technique de liaison mise au point.

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Marinier, Guillaume. "Contribution à l’étude de microstructures passives de type SiO2 –Au ,[Silicium-Or] : détermination de fréquences de résonance par caractérisation dynamique." Rouen, 2005. http://www.theses.fr/2005ROUES001.

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En dépit de leur très faibles dimensions, les microsystèmes jouent des rôles majeurs, parfois critiques, dans les systèmes qui les emploient : leur conception et leur fabrication impliquent la connaissance du comportement mécanique du ou des matériaux utilisés. En effet, les propriétés intrinsèques de ces matériaux ont une influence considérable sur la réalisation des MEMS, et la maîtrise des contraintes mécaniques générées au sein de ces dispositifs devient ainsi incontournable. Le travail présenté dans cette thèse s'inscrit dans le souhait de développer et d'accroître les connaissances et la fiabilité des microsystèmes par l'étude du comportement mécanique et dynamique de microstructures passives. Dans ce but, les contraintes résiduelles ont focalisé notre attention et particulièrement le module d’Young par la détermination de fréquences de résonance. Dans un premier chapitre, après avoir présenté les principales techniques de fabrication de microstructures puis les défauts qui leurs sont liés, nous abordons la sollicitation en flexion de microleviers de type SiO2-Au, avant de déterminer par la théorie leurs fréquences de résonance. Nous proposons dans un second temps et à travers des chapitres distincts, deux techniques optiques sans contact de caractérisation dynamique. La première est une méthode originale qui emploie un interféromètre de Michelson et qui nous offre des résultats intéressants : les différents spectres en fréquences de nos échantillons de microleviers. La seconde techniques de caractérisation utilise le principe du vibromètre optique. Après une présentation de cet instrument, nous exposons les modules qui composent ce banc de caractérisation en développement. Nos choix, dictés par les compétences spécifiques de notre laboratoire, tendent à faire évoluer ce dispositif expérimental vers une miniaturisation, afin d'effectuer par la suite des tests sous environnements contrôlés
In spite of their reduced dimensions, microsystems generally play the main roles even sometimes critical within the devices which employ them : their design and their realisation imply the knowledge of the mechanical properties of materials used. Indeed, the intrinsic properties of these materials have a major influence on the realisation of MEMS, and the control of it mechanical constraints generated within these devices becomes thus essential. The work presented in this thesis develops and increases knowledge and reliability of microsystems by the study of mechanical and dynamic behavior of passive microstructures. To this aim, residual stresses focused our interest and particularly Young's modulus by the determination of resonant frequencies. In the first chapter, we present the principal techniques of microstructures manufacture and the defects they are dependent of. Then we propose the setting in inflection of SiO2-Au microcantilever, before determining their resonant frequencies with the theory. We propose in the second time and through distinct chapters, two contacless and optical techniques for dynamic characterization. The first is an original method which uses a Michelson interferometer and which offers interesting results : various frequency spectra from our samples of microcantilevers. The second characterization techniques uses the principle of the optical vibrometer. After a presentation of this instrument, we expose the components of this system under development within our laboratory. Our choices tend to improve this experimental device to a miniaturization, with the aim to carry out thereafter tests under controlled environments

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Paris, Antoine. "Étude des Transformations de Phase dans des Alliages base TiAl faiblement alliés en Silicium." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0340/document.

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L'objectif de cette étude est de comprendre l'influence du silicium sur la microstructure d'alliages base TiAl. En effet, de faibles additions de silicium peuvent améliorer la tenue à chaud de ces intermétalliques. Nous montrons que le silicium a tendance à ségréger fortement durant la solidification, à l'échelle microscopique, provoquant l'apparition de siliciures primaires dans les zones interdendritiques. Après étude de cette ségrégation, nous avons procédé à des traitements thermiques d'homogénéisation afin d'étudier quantitativement les transformations solide-solide ayant lieu dans ces alliages. Ainsi, nous avons pu observer la précipitation de siliciures aux interfaces gamma/alpha2 dans des structures lamellaires homogènes. Mais, la structure lamellaire tend à se modifier en même temps que les siliciures germent et croissent. Les liens entre ces deux transformations simultanées sont mis en évidence expérimentalement, avant d'être modélisés à partir d'hypothèses simples. La réalisation d'essais mécaniques sur des microstructures contrôlées permet, en guise de conclusion, de donner des tendances quant à l'influence du silicium sur le comportement à chaud des alliages TiAl
The goal of this study is the understanding of the influence of silicon on the microstructure of TiAl-based alloys. Small additions of silicon are actually known to improve the heat resistance of these intermetallics. It is shown here that silicon segregates strongly at the microscopic scale during solidification, leading to the apparition of primary silicides in the interdendritic regions. After a study of this segregation, homogenization heat treatments were performed in order to focus on a quantitative study of the solid-solid transformations occuring in these alloys. Thus, silicide precipitation was observed at the gamma/alpha2 interfaces in homogeneous lamellar structures. However, the lamellar structure undergoes its own evolution as the silicides nucleate and grow. The links between these simultaneous transformations are shown by our experimental results, then modelled through simple considerations. As a conclusion, mechanical tests on controlled microstructures give some trends on the influence of silicon on the high temperature mechanical properties of TiAl alloys

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Le, Petitcorps Yann. "Caractérisations physico-chimique et mécanique de filaments CVD de carbure de silicium ou de bore : application aux matériaux composites 1D-Sci/Ti-6A1-4Av." Bordeaux 1, 1985. http://www.theses.fr/1985BOR10592.

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Une caracterisation mecanique des filaments cvd de sic ou de b a ete effectuee en traction et interpretee sur la base de l'analyse de weibull. L'evolution des proprietes mecaniques des filaments apres des recuits sous vide a haute temperature (600-950c) en presence de titane a permis de definir de nouvelles conditions d'elaboration par compression a chaud de composites id-sic/ti-6al-4v. Des essais mecaniques et thermiques (traction, choc, cyclage thermique), ont mis en evidence les differents mecanismes de rupture. Cette etude souligne l'interet de deposer en surface des filaments, une couche de protection qui permet aux renforts et par voie de consequences aux composites d'avoir des proprietes mecaniques elevees et de les maintenir au cours de leur utilisation en temperature

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Delobel, Florimond. "Élaboration de carbure de silicium par Spark Plasma Sintering pour des applications en protection balistique." Thesis, Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2018. http://www.theses.fr/2018ENCM0016.

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Le développement de protections balistiques toujours plus légères et performantes reste un sujet de recherche très actif. Malgré de très hautes performances, la difficulté de mise en forme du SiC conduit généralement à l’utilisation d’aides au frittage en quantité importante, favorisant la formation de phases secondaires pouvant fragiliser le matériau. De plus, les hautes températures de mise en forme induisent la présence de phase α, conférant au matériau des propriétés mécaniques anisotropes et inférieures à celles de la phase cubique β.Dans ces travaux de thèse, l’objectif a été d’élaborer un matériau SiC cubique de très haute pureté, avec une densité de 100% et une stœchiométrie Si/C idéale afin d’optimiser les performances de cette céramique. Deux types de précurseurs ont été envisagés : une poudre commerciale et une poudre issue de la conversion d’un précurseur polymère précéramique.Dans un premier temps, une étude paramétrique de frittage par SPS a permis d’atteindre des densités de 95% pour les 2 précurseurs, tout en conservant la phase cubique seule. Ces résultats, bien qu’encourageants mais n’étant pas suffisants pour l’application visée, l’étude s’est tournée vers l’ajout d’aides au frittage. Des densités de 100% ont ainsi été obtenues sur des échantillons préparés à partir de poudre commerciale, même pour de très faibles teneurs en additif. Un second aspect de ces travaux a permis de mettre en évidence une dépendance de la température de transition β -> α du SiC vis-à-vis de la pression de frittage mais également vis-à-vis du type de précurseur, l’utilisation du précurseur polymère étant plus favorable à la stabilité de la structure cubique. Enfin des mesures de dureté ont été réalisées sur les meilleurs échantillons et ont permis de souligner le rôle prépondérant de la densité sur cette propriété
The development of light and high performance ballistic protections is currently a sensitive subject of research. Despite promising mechanical characteristics, the complexity of SiC shaping generally leads to the use of high content of sintering aids, favouring secondary phases formation which could weaken the material. Nevertheless, high sintering temperatures induce the presence of the α form of SiC, conferring to the material anisotropical and lower mechanical properties than the one obtained with the cubic β phase.The goal of this PhD work is the development of high purity cubic SiC, with density close to 100% and perfect Si:C stoichiometry to optimize the performances of this ceramic. Two kinds of precursors were considered: a commercial powder and a powder from the conversion of preceramic polymer precursor.Firstly, the parametric study of SPS sintering allowed to reach densities of 95% for both precursors, while conserving only the cubic phase. These encouraging results being not sufficient, this study switched to the use of sintering aids. Densities close to 100% were thus reached on samples sintered with prepared mixtures from commercial powder, even for very low content of additive. The second subject of this thesis highlighted a dependence of the β -> α transition temperature of SiC as a function of sintering pressure, but also according to the kind of precursor. Indeed, the use of polymer precursor is favourable to cubic structure stability. Then, hardness measurements were performed on the most promising samples and allowed to highlight the major role of density on this property

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Grigorescu, Curumlis Ioana Cristina. "Etude structurale et mécanique d'un composite à matrice métallique NiBSi-VC. Comportement en frottement. Contraintes résiduelles." Toulouse, INPT, 1994. http://www.theses.fr/1994INPT030G.

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Des composites matrice base nickel (nibsi), renforces par des particules de carbure de vanadium (vc) ont ete prepares par frittage. L'etude metallurgique et structurale a ete menee par microscopie optique (mo), microscopie electronique en balayage et en transmission avec analyse locale (meb-eds+wds, met-eds). Ces examens ont montre l'existence d'un reseau riche en bore englobant les particules des carbures, une forte diffusion du vanadium dans la structure nickel cfc et la bonne adhesion dans l'interface particule vc-matrice, bien que siege d'une deformation plastique. Les essais tribologiques ont ete effectues en utilisant des montages pion-anneau et pion-disque, suivis par des analyses morphologiques et chimiques des surfaces usees. En fonction du materiau du deuxieme corps, dans le couple tribologique des differents mecanismes d'usure se sont developpes. Ainsi, le contact avec l'alumine-zircone frittee favorise l'adhesion entre les deux surfaces. Par contre, l'acier, employe comme deuxieme corps, induit un mecanisme d'usure a plusieurs etapes: compression du reseau riche en b - extrusion de la matrice riche en ni - fracture du reseau riche en b - fluage du volume de materiau, la derniere etape s'accompagnant des chutes transitoires du coefficient de frottement, traitees comme evenements statistiques. Ce comportement est commun pour tous les materiaux etudies et une relation logarithmique a ete etablie entre l'intensite d'usure et le nombre cumule des evenements. L'etat de contraintes residuelles introduites par le frottement a ete etudie par diffraction de rayon x. La methode classique (dite de sinus carre psi) ne permettant pas l'interpretation des mesures, une methode originale a ete utilisee. Il s'agit de comparer la deformation superficielle produite par le test d'usure a celle produite par un essai statique de flexion bi-axiale

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Thoumire, Olivier. "Influence de la nitruration en lit fluidisé sur les propriétés structurales, mécaniques et magnétiques d'alliages FeSi et FeSiAl." Rouen, 1999. http://www.theses.fr/1999ROUES003.

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Cette thèse porte sur l'étude des propriétés structurales, mécaniques et magnétiques de tôles FeSi et FeSiAl soumises à des traitements thermiques conventionnels et des traitements thermochimiques de nitruration. La surface des échantillons nitrures révèle la présence d'une couche biphasée de nitrures de fer. Une microstructure en aiguilles, accompagnée d'une évolution de la taille des grains est également observée à l'intérieur de la matrice des échantillons nitrurés en lit fluidisé. Cette morphologie est fonction de la température, du temps de nitruration et du débit de gaz. Une analyse fine de la composition des couches de combinaison et de diffusion révèle la présence de fer et d'oxydes de fer en extrême surface. Par ailleurs, les mesures mécaniques locales montrent comment la microdureté évolue avec les paramètres de nitruration. Des mesures magnétiques (aimantation, cycle d'hystérésis) sur des échantillons nitrurés ont montré une augmentation du champ coercitif et des pertes par hystérésis en relation avec la présence des couches de nitrures de fer en surface. Ces couches de nitrures présentent des propriétés magnétiques semi-dures qui pourraient être exploitables en technologie de l'électrotechnique.

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Bourbita, Faten. "Comportement en fatigue anisotherme des composites unidirectionnels à matrice titane renforcée par des fibres de carbure de silicium." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00712981.

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L'objectif de cette étude est de déterminer la tenue du composite SCS-6/Ti6242, alliage de titane avec un renfort unidirectionnel de fibres SiC, pour des applications à température moyenne notamment pour des pièces critiques de moteurs aéronautiques, sous sollicitations thermiques et mécaniques combinées. Les conditions de chargement en service sont simulées en laboratoire par des essais de fatigue mécano-thermique, réalisés dans la plage de températures 100°C - 450°C, en contrainte imposée, sous un rapport de charge nul. Les observations des faciès de rupture réalisées par microscopie optique et électronique à balayage ont montré l'existence de deux mécanismes d'endommagement : la rupture des fibres comme en rupture monotone et la fissuration de la matrice par fatigue. Une analyse par éléments finis a été mise en place pour étudier le comportement mécanique du composite, à partir d'une méthode d'homogénéisation et du comportement de ses constituants. Les calculs montrent l'importance de la redistribution des contraintes entre les fibres et la matrice. Les résultats sont utilisés pour expliquer les mécanismes d'endommagement observés et les conséquences sur la prévision des durées de vie en fatigue anisotherme. La croissance de fissures longues en conditions anisotherme et isotherme a fait l'objet d'une étude expérimentale. Une analyse de mécanique de la rupture recourant à une méthode de zone cohésive a permis de rationaliser les vitesses fissuration observées.

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Choueib, May. "Étude des propriétés physiques de nanofils individuels de carbure de silicium par émission de champ." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00656991.

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Ce travail s'inscrit dans le cadre de la caractérisation physique de nanofils (NF) semiconducteurs (SC) qui est un domaine en plein essor ces dernières années. Plus précisément, nous explorons l'émission de champ (EC) de NFs individuels de Carbure de Silicium (SiC) pour leur potentialité comme source d'électrons, mais surtout pour étudier leurs propriétés de transport électrique, optiques et mécaniques.Le rôle important joué par la surface dans ces NFs a été prouvé par des traitements in situ qui ont eu des conséquences radicales sur l'EC dévoilant ainsi des propriétés d'émission propres aux SCs. En particulier, un régime de saturation, en accord avec la théorie d'EC des SCs, associé à une forte dépendance de l'émission à la température et à l'illumination laser a été révélé pour la première fois pour un NF. Ces mesures ouvrent des perspectives importantes tant pour la recherche fondamentale que pour les applications telles que la réalisation de photocathodes et de sources d'électrons pilotées optiquement ou par la température. Les caractéristiques courant-tension-température associées à l'analyse en énergie des électrons émis nous ont permis de déterminer le mécanisme de transport dans ces NFs, qui est limité par le nombre de porteurs dans le volume et contrôlé par les pièges présents dans la bande interdite par l'effet Poole-Frenkel. Finalement, la caractérisation mécanique a révélé des valeurs du facteur de qualité élevé (160000) et du module de Young allant jusqu'à 700GPa. Ces valeurs sont très prometteuses pour l'utilisation de ces NFs dans les systèmes nano-électro-mécaniques et dans les composites.

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Rochette, Florent. "Etude et caractérisation de l'influence des contraintes mécaniques sur les propriétés du transport électronique dans les architectures MOS avancées." Phd thesis, Grenoble INPG, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00336989.

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La miniaturisation des transistors Métal-Oxyde-Semi-conducteur à effet de champ (MOSFET) ne suffit plus à satisfaire les spécifications de performances de l'International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS). Une solution consiste à améliorer le transport électronique dans le canal de conduction des MOSFETs : l'utilisation de l'effet piézorésistif du silicium est une option intéressante pour y parvenir.
Cette étude présente l'état de l'art des architectures innovantes permettant d'introduire des contraintes mécaniques dans les MOSFETs après avoir posé la problématique de la microélectronique actuelle. La physique du silicium contraint est aussi exposée. L'accent est plus particulièrement mis sur l'effet d'une contrainte mécanique sur la mobilité des porteurs, paramètre de transport fondamental de la couche d'inversion d'un MOSFET. La piézorésistivité bidimensionnelle est alors étudiée expérimentalement sur différentes architectures. La réduction de la masse effective de conduction des électrons sous contrainte uniaxiale en tension a pu être mis en évidence. Après avoir présenté les principales techniques de caractérisation électrique permettant d'extraire les paramètres de transport d'un transistor MOS, en particulier la technique avantageuse de l'extraction de la mobilité par magnétorésistance, l'origine physique du gain en mobilité est étudiée en détail sur des architectures innovantes de silicium contraint directement sur isolant (sSOI). Les dégradations de la mobilité et du gain induit par la contrainte mécanique avec la réduction des dimensions sont analysées. Les mécanismes responsables de la limitation de la mobilité dans les transistors ultracourts sont identifiés. Enfin des résultats de performances d'architectures avancées à canaux contraints par le substrat ou par le procédé de fabrication sont montrés afin d'illustrer l'intérêt du silicium contraint à des échelles déca-nanométriques. Les effets de superposition des techniques de mises sous contrainte du canal sont également abordés.

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Portail, Marc. "Etude des propriétés électroniques et vibrationnelles des surfaces de graphite cristallin avant et après exposition à des espèces ioniques." Aix-Marseille 1, 2002. http://www.theses.fr/2002AIX11024.

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Le travail présenté ici traite de l'apport de la spectroscopie de perte d'énergie d'électrons lents à haute résolution (HREELS) pour l'étude des propriétés électroniques et vibrationnelles des surfaces de graphite cristallin, avant et après traitement de la surface par bombardement ionique à l'argon et à l'hydrogène. Dans le cas des surfaces cristallines non bombardées, on a pu mettre en évidence un comportement atypique de la section efficace du mode plasmon basse énergie sur du graphite HOPG, contraire aux prévisions de la théorie diélectrique. Ce comportement se retrouve sur le mode phonon de Fuchs Kliewer, visible sur la reconstruction graphite du carbure de silicium, et s'accompagne d'une modification de la signature de perte entre cette reconstruction et la reconstruction 3x3 de ce matériau. On a montré que l'introduction, dans la fonction diélectrique du matériau, de termes associés aux transitions inter bandes, qui surviennent de part et d'autre du niveau de Fermi dans le schéma de bande du graphite, amène à une description qualitative de la forme des spectres dans le cas du HOPG mais aussi du SiC. Les résultats obtenus après bombardement des surfaces de graphite HOPG à l'argon et à l'hydrogène montre une forte sensibilité du mode plasmon basse énergie à la présence de défauts interstitiels. On a pu corréler les variations en terme de position et d'amortissement du plasmon avec la concentration et le type de défaut créé par le bombardement. Par ailleurs, les surfaces bombardées présentent une réactivité accrue aux espèces atomiques. Cela se traduit par l'observation des modes de vibration C-H, qui n'apparaissent qu'après bombardement puis exposition aux neutres. On interprète ces résultats comme étant dus à la présence de défauts de surfaces n'impliquant pas d'atomes d'hydrogène mais constituant des sites précurseurs de réactivité sur lesquels va s'initier l'érosion chimique

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Baza, Souheil. "Contribution à l'étude texturale de gels de silice : thermoporométrie. M.E.T. R.M.N." Lyon 1, 1986. http://www.theses.fr/1986LYO19025.

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Planes, Nicolas. "Propriétés physiques de 3C-SiC sur substrats SOI : perspectives d'application." Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20156.

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Cette etude porte sur l'integration du carbure de silicium cubique (3c-sic) a la technologie silicium en general et soi (silicium sur isolant) en particulier. Elle s'inscrit dans le cadre d'un projet europeen brite-euram visant a la realisation d'un capteur de pression, pouvant travailler a haute temperature (jusqu'a 700\c) dans un environnement hostile (liquide de freins, forages petroliers, etc). Dans une premiere partie, apres une courte presentation des caracteristiques physiques de sic, nous nous attardons sur la croissance de 3c-sic sur substrat si. En effectuant des mesures de diffraction x, de spectroscopie micro-raman et de reflectivite infrarouge, nous evaluons (i) les proprietes physiques des seuls echantillons commerciaux de 3c-sic/si actuellement disponibles sur le marche ; ils sont fournis par la societe hoya corp. Au japon ; et (ii) les possibilites d'utilisation du silicium poreux en tant que substrat compliant. Le second volet de ce manuscrit est consacre a l'etude de la stabilite du materiau soi, de type unibond et simox. Nous mettons pour la premiere fois en evidence que les substrats soi nominaux sont en equilibre instable. Il existe une forte interdependance entre les proprietes des couches de silicium superficiel (sol) et d'oxyde enterre (box). Nous montrons aussi que, en fonction de l'epaisseur de sol, le box subit une forte variation de contrainte interne. Les deformations inhomogenes de silicium de surface sont quantifiees, et leur effet sur les spectres raman est explique a l'aide d'un modele theorique. Dans la derniere partie, nous etudions l'effet des parametres de croissance (temperature, vitesse, choix du materiau soi et epaisseur de sol) sur les deformations de la structure sic/soi. Apres depot, le caractere compliant et isolant du substrat soi est systematiquement evalue. Nous presentons enfin les caracteristiques d'un capteur piezoresistif a membrane sic/soi, ainsi que son comportement en temperature dans la gamme 25\c-700\c.

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Balestrat, Maxime. "Elaboration et caractérisation d'objets massifs nanocomposites base carbure de silicium comme absorbeurs solaires." Thesis, Limoges, 2019. http://www.theses.fr/2019LIMO0102.

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Pour améliorer l'efficacité de la conversion solaire en électricité, les Centrales solaires thermodynamiques (CSP) doivent relever le défi industriel de fonctionner à des températures élevées (jusqu’à 1000 °C). Les recherches et développements au cours des dernières années ont donc mis l'accent sur les matériaux qui composent l'absorbeur solaire, ou récepteur, dont le rôle est clé dans la performance globale du système CSP. Le carbure de silicium (SiC) présente une inertie chimique, une résistance à l'oxydation à haute température et une robustesse compatibles qui font de cette céramique la référence des matériaux récepteurs dans les CSP. Dans le cadre de cette thèse, il est développé différentes compositions de matériaux composites à matrice en SiC, issues de toute la chimie des polymères précéramiques. L’incorporation chimique, dans ces polymères, d’éléments précurseurs d’une seconde phase carbonitrure de titane permet d’améliorer la sélectivité optique du matériau final. Les précurseurs des systèmes TiCxN(1-x)/Si(B)C et TiCxN(1-x)/SiC(N) (avec 0<1) ont principalement été étudiés par RMN solide et spectroscopie infrarouge. La céramisation de ces polymères a été suivie par ATG/MS. Et enfin, les phases céramiques obtenues ont été principalement caractérisées par DRX, Raman, MEB-EDX et TEM. L’élaboration en pièces denses de matériaux dans ces mêmes systèmes a également été développée dans ce travail de thèse par un procède de compactage à chaud des polymères ou par des techniques de frittage flash sous charge des poudres amorphes. Des mesures de réflectance et de propriétés mécaniques ont ainsi pu être effectuées
A common industrial challenge to improve the efficiency of the solar-to-electricity conversion for concentrating solar power (CSP) is to operate at high temperatures (around 1000°C). Research and development efforts on over recent years have therefore focused on the materials that compose the solar absorber which plays the key role in the overall CSP system performance. Silicon carbide (SiC) exhibits a chemical inertness, a high temperature oxidation resistance and a robustness compatible with the operating conditions of further CSP systems. In this work, Polymer derived nanocomposites ceramics TiCxN(1-x)/Si(B)C et TiCxN(1-x)/SiC(N) (with 0<1) have been developed to be use as solar absorber. A complete characterization from the polymer to the final material is done using techniques as Solid-state NMR, FTIR, TGA, XRD, Raman SEM and TEM. The bulk shaping process was also investigated. Hot pressing at the polymeric state and Flash Sintering on amorphous PDCs powders has been done

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Bureau, Jean-Baptiste. "Conception, réalisation de micro-capteurs de force à bases de jauges piézorésistives pour la caractérisation mécanique d'assemblages cellulaires en milieu liquide." Lille 1, 2006. https://ori-nuxeo.univ-lille1.fr/nuxeo/site/esupversions/92c36fc4-7891-4dfc-8289-638a275c22be.

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Les microtechnologies permettent aujourd'hui de réaliser différents types de capteurs dont un domaine d'application émergeant est la caractérisation électrique et mécanique des cellules biologiques pour la détection précoce de pathologies. Dans ce contexte, le but du travail présenté est de proposer un capteur de force dont l'axe sensible se trouve dans le plan, et dont l'information de sortie soit une grandeur électrique. Les structures conçues mettent ainsi à profit l'effet piezo-résistif au sein de jauges en silicium, dont l'architecture a été spécialement mise au point pour obtenir des sensibilités de l'ordre de 10 N-1 sur cet axe. La modélisation et l'optimisation des performances ont conduit à la fabrication de jauges d'architecture compacte et originale réalisées sur deux niveaux de polysilicium implanté de bore, et encapsulé dans trois couches de nitrure peu contraint, le tout implémenté sur une couche de SOI. Le procédé de fabrication a été spécialement mis au point. Par ailleurs, l'influence de l'erreur d'alignement entre la jauge et la poutre d'épreuve a été étudiée et vérifiée lors des tests. Les sensibilités obtenues avec des jauges de 170 µm de long et 6,5 µm de large sont de l'ordre de 30. 10-6 µN-1. Les applications mettant en œuvre ce type de dispositif sont nombreuses et les performances, comparables aux leviers AFM, font de cette configuration de jauge une structure à fort potentiel pour être utilisée pour d'autres applications.

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Saoudi, Abdelhamid. "Effet du taux de refroidissement, de la surchauffe et d'un mélange des métaux terres rares (mischmetal) sur la microstructure et les propriétés mécaniques des alliages aluminium silicium de type 319.2." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2001. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/MQ62004.pdf.

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Klein, Robert. "Propriétés de composites céramiques particulaires électroconducteurs, élaborés par compression isostatique à chaud." Limoges, 2004. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/87d1df87-738c-4644-865a-5aa25c91abfd/blobholder:0/2004LIMO0009.pdf.

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L'élaboration de matériaux composites particulaires à base de nitrure de silicium Si3N4-TiN, Si3N4-TiB2, Si3N4-HfB2, a été réalisée par compression isostatique à chaud (CIC ou HIP), avec de faibles quantités d'ajouts (Y2O 3, Al2O3 ), afin d'obtenir des matériaux denses. Grâce à la présence de la seconde phase qui leur confère une bonne conductivité électrique, les composites sont usinables par électroérosion (EDM). Leur caractérisation est effectuée par analyses DRX, MEB et MET et leurs propriétés mécaniques (dureté, ténacité, résistance à la rupture à température ambiante et élevée) ainsi que leurs modules élastiques sont analysés. L'étude de la résistance à l'oxydation de ces composites sous flux dynamique d'oxygène pur (900-1400ʿC) montre le meilleur comportement du matériau Si3N4-HfB2. Un matériau multicouche a pu être élaboré après étude de la mouillabilité et de la réactivité d'une brasure Ag-Cu-Ti
The aim of this work was the elaboration and the characterization of electroconductive silicon nitride based ceramic composites Si3N4-TiN, Si3N4-TiB2 and Si3N4-HfB2, elaborated by Hot Isostatic Pressing (HIPing). A small amount of sintering aids (Y2O3, Al2O3) led to good densification and their high electrical conductivity authorized electrodischarge machining (EDM). The characterization of the materials was done by XRD, SEM and TEM analysis. Their mechanical properties (microhardness, fracture toughness, flexural strength at low and high temperatures) and the elastic moduli were analyzed. The oxidation resistance, studied under dynamic conditions in pure oxygen, between 900 and 1400ʿC, showed the better behavior of the Si3N4-HfB2 material. A multi-layered material was elaborated after the study of the wettability and reactivity with an Ag-Cu-Ti braze

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Etienne, Pascal. "Etude et caractérisation de couches organosiliciées déposées par le procédé sol-gel : application à la protection des verres organiques." Montpellier 2, 1993. http://www.theses.fr/1993MON20005.

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La protection des verres organiques de type polycarbonate contre la rayure et l'abrasion est realisee par le depot (dip-coating ou spin-coating) d'une couche aux proprietes antiabrasives. Les solutions de depot sont preparees suivant le procede sol-gel par melange de composes organosilicies, d'alcoxydes et de sols colloidaux. L'analyse structurale des couches est faite par infrarouge en reflexion speculaire. Un programme d'integration de kramers-kronig permet le calcul du spectre d'absorption. Un algorithme permettant la suppression des bandes du substrat est egalement propose. Les proprietes mecaniques des couches sont determinees par flexion trois points et nanoindentation grace a la mise au point de montages originaux. Les mesures montrent une augmentation de la rigidite et de la durete de la couche en fonction de la quantite de silice. Comparativement, le teos donne de meilleurs resultats que la silice colloidale. Des essais de tribologie mettent en evidence l'evolution de l'adhesion. La couche a base de colloide de silice montre la plus grande resistance a l'usure

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Boiteau-Auvray, Sophie. "Quels sont les enjeux d'une barrière de diffusion de carbure de titane entre le tungstène et le carbure de silicium, sur l'élaboration par dépôt chimique en phase vapeur, et sur les propriétés mécaniques du renfort filamentaire de SiC ?" Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00133104.

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Les filaments de SiC sont obtenus par depot chimique en phase vapeur sur un substrat de W chauffe par effet Joule. Ces filaments peuvent etre utilises comme renforts dans des matrices d' alliage de titane. L' interposition d' une phase synthetique de TiC entre un substrat filamentaire de W et le depot de SiC a permis d' obtenir une stabilite thermochimique accrue du couple de diffusion. Les mecanismes conduisant a la protection chimique ont ete identifies. Une simulation numerique du depot de TiC, prenant en compte une evaluation de la convection des gaz, du transfert thermique, et de la diffusion des precurseurs gazeux, a permis une meilleure comprehension du mecanisme de formation du carbure de titane. L' influence des differents parametres operatoires sur la germination, la microstructure et la composition des depots a ete analysee, dans le but de controler la texture et la composition des materiaux. Le comportement mecanique des differents constituants a ete evalue afin de comprendre le mecanisme de rupture du filament dans son ensemble.

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Azeggagh, Nacer. "Damage mechanisms in silicon nitride materials under contact loading." Thesis, Lyon, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAL0075/document.

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Ces travaux de thèse portent sur la détermination des propriétés mécaniques à différentes échelles ainsi que les mécanismes d'endommagement des nitrures de silicium denses ou avec différents taux de porosités. Ces céramiques techniques présentent des propriétés mécaniques forte intéressantes : une faible densité, une dureté élevée, une bonne résistance à la corrosion et un faible coefficient de dilatation thermique. Elles sont notamment utilisées dans la fabrication des billes de roulement pour des applications dans les industries automobiles et aéronautiques. La caractérisation du comportement local sous un chargement de contact est donc un enjeu majeur. Les matériaux étudiés ont été obtenus par frittage flash d'une poudre de Nitrure de Silicium avec différents pourcentages d'oxide d'yttrium comme additif. Le contrôle de la température et de la pression de frittage a permis d'obtenir des matériaux denses avec différentes tailles de grain mais aussi avec une porosité résiduelle variable. La première partie de ce travail consistait à caractériser l'influence des conditions d'élaboration (température, pression, pourcentage d'additif) sur la microstructure (taille des grains, compositions ...) et les propriétés mécaniques à l'échelle macroscopique (module élastique, dureté Vickers, résistance à la flexion ...) des matériaux frittés. Des essais de contact de Hertz ont été ensuite réalisés afin d'identifier les mécanismes d'endommagement. L'utilisation de sphères de différents rayons a mis en évidence un important effet d'échelle : des fissures circonférentielles à échelle macroscopique (mode fragile) et des déformations plastique localisées à l'échelle mesoscopique avec des micro fissures distribuées aléatoirement (mode quasi-ductile). Les tests de nanoindentation permettent de solliciter localement les échantillons pour obtenir les propriétés élastiques des courbes force-déplacement. Des méthodes d'identification inverses permettent aussi d'extraire les paramètres d'écoulement. Le comportement non linéaire des céramiques a été modélisé en utilisant une loi bilinéaire où Sy est la limite d'élasticité et K un paramètre d'écrouissage. Afin d'identifier ces deux paramètres, un modèle éléments finis axisymétrique avec une pointe sphérique déformable a été construit sous Abaqus. Le modèle a été couplé à un module d'identification inverse fondé sur l'algorithme de Levemberg-Marquart pour minimiser l'écart (au sens des moindres carrés) entre les courbes expérimentales et numériques. Les simulations avec le code Isaac développé au sein du laboratoire LaMCoS ont permis de suivre d'évolution de la zone plastique lors d'un chargement de roulement
This work deals with the mechanical properties and damage mechanisms under contact loading of dense and porous silicon nitrides materials. These technical ceramics exhibit a very interesting combination of mechanical properties: low density, high hardness and strength, good corrosion resistance and a low thermal coefficient. They are used in many applications including ball bearings for the automotive and aerospace industries. The characterization of the local behaviour under contact loading is then a crucial issue. Spark plasma sintering technique is used to process silicon nitride ceramics with addition of different amount of yttrium oxide as sintering aid. Controlling the sintering temperature and the applied pressure has permitted to obtain materials with fine, medium and coarse microstructures. In addition, materials with different porosity contents have been obtained. First, we have investigated the influence of processing conditions (temperature, pressure, amount of yttria on the microstructure and mechanical properties at the macroscopic scale (elastic parameters, Vickers hardness, flexural resistance ...). Hertzian contact tests were then performed to identify the damage mechanisms at the surface and subsurface of the sintered materials. The use of indenting spheres of different radii permitted to observe a significant size effect. Brittle mode consisting of surface ring cracks were observed at large scale (macroscopic scale) while localized plastic deformation with microcracks randomly distributed was observed at small scale (mesoscopic scale). Transmission electron microscopy observations of thin foils machined by ion milling were performed to investigate the subsurface damage. Numerical simulations with a code developed internally in LaMCoS laboratory enabled to follow the evolution of the plastic zone under pure rolling conditions. In these simulations, the nonlinear behaviour of ceramics was modelled using a bilinear law where Sy is the yield stress and K a hardening parameter of the ceramic specimen. Instrumented indentation tests were performed using a diamond spherical tip of radius 42 µm. Experimental load versus displacement curves were used as input data for an inverse identification purpose. Levemberg-Marquart algorithm was used to minimize the gap in the least squares sense

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Simon, Anne. "Intérêt de la microscopie de force atomique sur la biofonctionnalisation de matériaux : caractérisation du greffage et de l'adhésion cellulaire." Bordeaux 1, 2002. http://www.theses.fr/2002BOR12583.

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Cette étude se situe dans le contexte de la conception de biomatériaux biofonctionnalisés. Nous proposons ici de développer de telles surfaces par le greffage d'une monocouche de peptides adhésion de type RGD. Le greffage du peptide est ainsi bien établi et caractérisé par mouillabilité, XPS, PM-IRRAS, et MFA. La seconde stratégie consiste à adsorber des protéines adhésives sur des surfaces de silice silanisée. La MFA montre ensuite sa potentialité dans létude de cellules vivantes, dans leur milieu de culture. Différents états d'adhésion de ces cellules sont établis suivant la surface de dépôt. La perte d'adhérence est testée pour chaque condition envisagée, en appliquant une force extérieure avec la sonde du MFA. L'évolution du comportement dynamique des cellules est ensuite suivie. Nous présentons enfin une nouvelle approche pour corréler les propriétés mécaniques des cellules osseuses à leur état d'adhésion, à partir de l'analyse d'images obtenues par MFA.

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Temple, Boyer Pierre. "Développement des matériaux dans le cadre des microtechnologies." Habilitation à diriger des recherches, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011350.

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Par leur pluridisciplinarité, les microtechnologies, et plus précisément la fabrication de micro-capteurs/actionneurs, nécessitent le développement des matériaux conventionnels de la microélectronique mais aussi l'intégration d'autres matériaux aussi divers que variés. Cette habilitation propose une synthèse des travaux de recherche consacrés au matériau de stSchiométrie générale SiNx déposé par dépôt chimique en phase vapeur (low pressure chemical vapour deposition LPCVD), et établit une prospective de recherche pour l'intégration des matériaux dans le cadre des microtechnologies. Dans une première partie, les propriétés des filières silane SiH4 et disilane Si2H6 ont été étudiées pour le dépôt LPCVD de films de silicium Si et de nitrure de silicium SiNx. La compréhension de la physico-chimie du dépôt LPCVD a mis en évidence la compétition entre les mécanismes de dépôt, de cristallisation "volumique" et "surfacique", et de nitruration. Au total, des relations semi-empiriques ont été établies entre les paramètres technologiques de dépôt et/ou de recuit, les cinétiques de dépôt et/ou de cristallisation, et les propriétés des films déposés (microstructure, cristallinité, stSchiométrie, indice de réfraction, contrainte mécanique et conductivité électrique). Finalement, la valorisation de cette étude a été faite au travers du développement de microsystèmes opto-électro-mécaniques (MOEMS). Dans une deuxième partie, la problématique du développement des matériaux dans le cadre des microtechnologies a été présentée. Elle a montré la nécessité des collaborations pluridisciplinaires et mis en avant l'aspect fabrication collective et/ou en grande série pour l'intégration des matériaux. Les potentialités en la matière des techniques de dépôt, d'implantation ionique et de microlithographie ont ainsi été étudiées en privilégiant le développement des matériaux de structure pour les microsystèmes opto-électro-mécaniques (MOEMS) et des matériaux de détection pour les microcapte urs chimiques à effet de champ (ChemFETs).

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Abed, El Nabi Firas. "Effets de taille sur la transition fragile-ductile dans les nanopiliers de silicium : étude par simulation numérique." Thesis, Poitiers, 2016. http://www.theses.fr/2016POIT2253/document.

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Pour des intérêts technologiques, la compréhension des mécanismes de déformation des nano-structures est essentielle afin d'éviter que la relaxation des contraintes ne génère des défauts aux conséquences parfois catastrophiques. De plus, dans les nano-objets semi-conducteurs, les expériences montrent une transition fragile-ductile qui dépend de la taille des systèmes : ils sont ductiles pour des dimensions inférieures à quelques centaines de nanomètres, fragiles au-delà. Nous avons abordé ce problème via des calculs de dynamique moléculaire pour simuler des tests de déformation de nano-fils, et nous avons choisi le silicium comme prototype de matériau semi-conducteur. Nous avons dans un premier temps analysé des grandeurs mesurables comme les coefficients d'élasticité et la limite d'élasticité en fonction de différents paramètres, et montré notamment que la limite d'élasticité diminue quand la hauteur du nano-fil augmente. L'analyse à l'échelle atomique des systèmes déformés nous a permis de décomposer le comportement global des nano-fils en mécanismes élémentaires ; nous avons ainsi montré que la nucléation d'une première dislocation est à l'origine de l'ensemble des comportements, ductiles et fragiles. Après cette nucléation initiale, le comportement global du nano-fil est déterminé par la compétition entre la nucléation d'autres dislocations et l'ouverture de cavités. Finalement, nous avons essayé d'estimer quantitativement les degrés de ductilité et de fragilité des nano-fils en analysant l'énergie relaxée pendant le régime plastique par ces deux mécanismes élémentaires, et de rationaliser ainsi le rôle de la taille du système sur la transition fragile-ductile
For technological interest, the understanding of the deformation mechanisms at the nano-scale is essential in order to prevent stress relaxation mechanisms that could lead to defects formation and/or to catastrophic failure. Furthermore, recent experimental findings showed in semiconductor nano-objects, a size dependent brittle to ductile transition: they are ductile below a few hundreds of nanometers, brittle above that scale. To investigate this behavior, we have used molecular dynamics as a tool to simulate deformation tests of nanowires and we have used silicon as a prototypical semiconductor material. First we analyzed a number of measurable quantities such as the elasticity coefficients and the elasticity limit with respect to various parameters and we found that the elasticity limit decreases when the length of the nanowire increases. An analysis of the atomic structure of the deformed systems allowed us to decompose the overall mechanical behavior of the nanowires into elementary mechanisms; we thus showed that the nucleation of a first dislocation was systematically at the origin of ductility and brittleness. After the initial dislocation nucleation, the competition between further dislocation nucleation events and cavities opening, determine the overall mechanical behavior of the nanowire. Finally, we tried to estimate quantitatively the degree of ductility and brittleness of the nanowires by analyzing the amount of energy released by those two elementary mechanisms during the plastic regime and we rationalized the role of the size of the deformed systems on the brittle to ductile transition

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Marti, Philippe. "Etude à l'échelle nanométrique par microscopie à haute résolution et spectrométrie de pertes d'énergie d'électrons de codépôts (AIN-Si3N4) sur SiC." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30397.

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L'objet de ce travail est l'etude a l'echelle nanometrique par microscopie electronique analytique de revetements devant servir de protection anti-oxydation a des composites a base de carbone. Ces revetements, elabores par depot chimique en phase gazeuse, sont constitues d'un codepot (aln-si#3n#4) et d'une couche de carbure de silicium. L'examen de plusieurs depots de carbure de silicium a montre l'influence de la temperature d'elaboration sur la nature des polytypes presents dans les echantillons etudies. Pour les temperatures inferieures a 1300c, les polytypes observes sont majoritairement de desordre unidimensionnel. A plus haute temperature (1390c), le materiau est compose de cristaux de carbure de silicium de structure cubique maclee et de phases de carbone turbostratique. La microstructure et la composition chimique des codepots (aln-si#3n#4) sont etroitement liees aux parametres d'elaboration tels que les debits gazeux des precurseurs et la temperature du reacteur.

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Gasser, Alain. "Sur la modélisation et l'identification du comportement mécanique des composites céramique-céramique à température ambiante." Cachan, Ecole normale supérieure, 1994. http://www.theses.fr/1994DENS0024.

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Une approche générale de l'endommagement des matériaux composites céramique-céramique à fibres est présentée. Des outils de modélisation du comportement jusqu'a rupture, sous chargements complexes, ont été mis en place et appliques aux deux composites étudies (sic-sic tisse et sic-masl stratifié), en tenant compte de la différence de comportement entre traction et compression (due a l'état des fissures, ouvertes ou fermées). Des essais de traction-compression a température ambiante ont été réalises sur ces deux composites, pour différents empilements. Pour le sic-sic tisse, un premier macro-modèle isotrope a montre ses limites dans la description des réseaux de fissures et des chargements complexes. Ainsi, il a été développé un modèle a endommagement anisotrope, qui inclue deux mécanismes de fissuration: le premier prend en compte les fissures perpendiculaires a la direction principale de chargement, le second les fissures perpendiculaires a la direction des fibres. La difficulté de ce modèle se situe dans son identification: les essais uni-axiaux ne sont pas suffisants. Une méthodologie d'identification, comportant un essai biaxial, a été mise en place. Cette loi de comportement a été incluse dans un logiciel permettant de simuler le comportement du matériau sous chargements complexes (comme par exemple un essai de pression interne sur tube), et d'en déterminer les valeurs a rupture. La comparaison avec des essais biaxiaux, réalises au LCTS bordeaux, a permis de vérifier le modèle qualitativement. Le sic-masl se présentant sous forme d'un stratifié, c'est la monocouche qui a été modélisée. Ce méso-modèle comprend trois variables scalaires d'endommagement. Une homogénéisation classique de type stratifie permet de retrouver le comportement global de tous les types d'empilements. L'identification et la vérification du modèle ont été effectuées à l'aide de plusieurs de ces empilements

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Yao, Wei-Zhen. "Analyses thermomécaniques multi-échelles expérimentale et numérique pour des empilements de couches minces en microélectronique." Thesis, Tours, 2018. http://www.theses.fr/2018TOUR4023.

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Ce travail a pour objectifs de comprendre et de prédire les gauchissements de plaquettes en silicium durant le procédé de fabrication des composants électroniques de type PTIC. Ces gauchissements sont en partie responsables de plusieurs problèmes de productivité. Cette étude repose sur un couplage entre les calculs analytiques, la modélisation par élément finis et l’expérimentation. La caractérisation mécanique des films minces constituant l’empilement a été effectuée par des techniques spécifiques comme la nanoindentation complétée par des modélisations numériques. Les contraintes intrinsèques dans les films minces ont été déterminées en couplant des mesures de gauchissements des plaquettes et des calculs par éléments finis. Les valeurs du module d’Young et des contraintes intrinsèques obtenues constituent des variables d’entrée pour calculer les gauchissements de la plaquette par des approches analytiques et numériques. La complexité des structures (plaquettes avec des milliers de puces) a nécessité l’utilisation des modèles d’homogénéisation pour estimer numériquement les gauchissements. Les résultats obtenus ont permis de prédire les gauchissements à l’échelle des plaquettes dans le but d’optimiser les conditions de fabrication afin de minimiser les risques d’apparition des problèmes mécaniques
The aim of this work is to understand and predict the warpage of silicon wafers during the fabrication process of PTIC microelectronic components. The warpages are partially responsible for several productivity problems. This study is done by coupling analytical calculation, finite element modeling and experimentation. The mechanical characterization of thin films constituting the multi-layered stack has been carried out by an experimental method nanoindentation with the help of a finite element model. The intrinsic stress in the thin films has been determined by coupling measurements of the wafer warpage and a finite element model. The obtained Young’s modulus and intrinsic stress are used to feed the database for calculating the wafer warpage by analytical and numerical approaches. The complexity of the structures (thousands of components in the wafer) required the use of homogenized models to calculate the wafer warpage. These results obtained allow the prediction of the wafer-level warpage in order to optimize the fabrication process flow and therefore reduce the risk of the mechanical problem

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Vergnat, Michel. "Hydrogénation d'alliages semi-conducteurs amorphes : Structure et propriétés électroniques des alliages amorphes hydrogènes SI::(1-X)SN::(X):H." Nancy 1, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10322.

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Анотація:

Les atomes d'hydrogène sont introduits dans les couches durant leur élaboration par évaporation. L'influence des paramètres de préparation est mise en évidence sur les propriétés physiques de couches de SI pur. Les alliages SI::(1-X)SN::(X) et SI::(1-X)SN::(X) : H peuvent être préparés à l'état amorphe dans une large gamme de compositions. Des études de diffraction électronique, de spectrométrie moessbauer et des mesures de densité massique montrent que ces alliages possèdent une structure tétraédrique. Cette méthode a également permis d'élaborer des multicouches SI/SI : H, de l'étain semiconducteur et de l'hydrure de titane

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Дисертації з теми "Silicium – Propriétés mécaniques"

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