Etude par microscopie électronique à transmission d'interfaces oxyde-oxyde à fort désaccord paramétrique : cas de couches minces de zircone sur substrat monocristallin d'alumine

Discipline

Matériaux Céramiques et Traitements de Surface

Classification

Technologie (Sciences appliquées),

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

oxydes, couches minces, sol-gel (procédé), microscopie électronique, épitaxie, alumine, zircone

Mots-clés

Dépôt par laser pulséZircone -- Couches minces,

Sol-gel, Procédé - Thèses et écrits académiques,

Circuits d'interface - Thèses et écrits académiques,

Microscopie électronique en transmissionMicroscopie électronique en transmission -- Thèses et écrits académiques,

Transformations martensitiques - Thèses et écrits académiques

Ce travail concerne l'étude d'interfaces oxyde/oxyde à fort désaccord paramétrique. Des couches minces de zircone hétéroépitaxiées sur des substrats monocristallins (1120)sa d'alumine, sont élaborées par la méthode sol-gel. Lors de la croissance cristalline le substrat se découvre conduisant à un phénomène de mise en îlots. Les îlots plats h00 mettent en jeu une interface de type {100}Q//{11 ̅20} tandis que les îlots bombés hhh présentent une interface {111}Q // {11 ̅20}. Les îlots h00 sont plus stables que les îlots hhh. Nous montrons que la croissance cristalline est principalement gouvernée par l'orientation normale des îlots, l'orientation dans le plan n'intervenant que secondairement. Les études par microscopie électronique en haute résolution des interfaces cristallines ont permis d'élaborer des modèles cristallochimiques d'interfaces qui expliquent la raison pour laquelle l'orientation dans le plan est versatile. Ces modèles montrent que dans la cas d'interfaces hétérophases à fort misfit, le caractère ionocovalent des liaisons joue un rôle clé dans l'établissement de la relation d'hétéroépitaxie. En particulier, la souplesse du sous réseau d'anions accommode les désaccords structuraux entre les deux phases. Nos observations montrent que ces relations d'hétéroépitaxie gouvernent dans tous les cas les mécanismes de la transformation martensitique de la zircone et parfois la nature structurale de la zircone (monoclinique, quadratique ou orthorhombique).