Dépôt de couches et couleur. Rencontres USTV Bourg la Reine 20/10/2005

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Viviane Bérengère Bouchard
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1 Dépôt de couches et couleur Rencontres USTV Bourg la Reine 20/10/2005

2 Les procédés de dépôt de couches colorées. Procédés sol-gel, chimiques (CVD) ou physiques (PVD) La coloration des couches. Par incorporation de centres colorés La couleur physique des couches Des vitrages colorées. Histoire, présent et avenir des vitrages colorés.

3 Les procédés de dépôts de couches Procédés de type sol-gel Grande flexibilité de structure, formes complexes, incorporation de molécules ou d objets. Durabilité variable Procédés CVD (Chemical Vapor Deposition) Formes complexes, couches durables, toute la variété de la chimie Contrôle de l épaisseur Procédés PVD (Physical Vapor Deposition) Des couches très contrôlées (épaisseur, pureté, interfaces) et durables Matériaux inorganiques essentiellement.

4 Les procédés de dépôts de couches (2/4) Procédés de type sol-gel Sol Silice Principe de la matrice. Caractérisations : Colorant, Particules spectre d absorption tenues mécanique, thermique et UV Dépôt Séchage/ chauffage Structure hiérarchique possible Variété des ajouts à la matrice

5 Les procédés de dépôts de couches (3/4) Procédés de CVD Activation de précurseurs organométalliques, puis décomposition à la surface du substrat. Dépôt de couches à la composition complexe. L L M X L T, ions, radicaux, espèces excitées

6 Les procédés de dépôts de couches (4/4) Procédés de PVD Évaporation Thermique ou par faisceau d électrons Pulvérisation Pulvérisation cathodique, éventuellement magnétron Dépôt de couches inorganiques Métaux, semi-conducteurs, diélectriques: oxydes, nitrures, carbures Pas d impuretés.

7 La coloration des couches Incorporation de la couleur au revêtement Typiquement accessible par sol-gel Colorants organiques/inorganiques, nanoparticules. La couleur physique des couches minces Par CVD, PVD ou sol-gel Effet d interférence dans des couches transparentes

8 Incorporation d une couleur à un revêtement Charge en molécules colorées organiques

9 Incorporation d une couleur à un revêtement Charge en molécules colorées organiques Le procédé est relativement simple et peu coûteux. Une immense palette de couleurs est accessible (décoration). Les couches sont moins durables que leur support: Dégradation par les UV; Résistance mécanique.

10 Incorporation d une couleur à un revêtement Charge en molécules colorées inorganiques Complexes d ions de transition: Fe 2+, Fe 3+, Co, Eu, etc. Couches et couleur durables Coloration parfois faible; Propriétés difficiles à prévoir. Des applications dans des domaines avancés:

11 Incorporation d une couleur à un revêtement Des applications dans des domaines avancés: couches pour applications laser

12 Incorporation d une couleur à un revêtement Utilisation de colorants de taille nanométrique: Au, Ag, Cu par exemple; Utilisation des résonances plasmon des nanoparticules

13 transmission B transmission A CONFIDENTIAL - Disclosure or reproduction without prior written permission of Saint-Gobain Recherche is prohibited. La couleur physique des couches minces Effet d interférences aux interfaces de couches sub-micrométriques Les couches sont transparentes: R(λ)+T(λ)=1 λ [380,780] nm Les couleurs en réflexion et transmission sont donc liées! Un grand nombre de couleurs accessibles avec une seule couche Possibilité de réaliser un spectre «à façon».

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