Elaboration de couches minces

Le plateau technique d’élaboration de couches minces de l’IPCMS regroupe différents bâtis permettant de réaliser de l’ablation laser pulsé, de l’épitaxie par jet moléculaire, de l’évaporation sous vide et de la pulvérisation cathodique. Ces différentes techniques permettent d’obtenir des couches minces/hétérostructures céramiques, métalliques ou organiques utilisées dans des domaines tels que le photovoltaïque, la spintronique, la supraconductivité, la propagation d’onde de spin, la récupération d’énergie, les condensateurs.



ABLATION LASER PULSé

L’IPCMS dispose, au sein du Département de Chimie des Matériaux Inorganiques (DCMI) de deux bâtis d’ablation laser pulsé qui sont utilisés afin de réaliser des couches minces d’oxydes fonctionnels telles que:

  • les composés magnétoélectriques Ga2-xFexO3  
  • les doubles pérovskites Bi2FeCrO6 pour des applications  photovoltaïques
  • les nickelates de terre rare de type NdNiO3
  • les spinelles de type : FeV2O4, VFe2O4, GeFe2O4, CoFe2O4
  • les composés de manganite de lanthane dopé au strontium : La1-xSrxMnO3

Une description détaillée de l’équipement est disponible ici

Plus d’informations sur les projets actuels sont disponibles ici

Contacts :

Ingénieurs

Ingénieur d'Etude, Chimie des Matériaux Inorganiques (DCMI)laurent.schlur@ipcms.unistra.fr
Tél: +33(0)3 88 10 71 90Bureau: 3004
Voir la page personnelle
Ingénieur d'Etude, Optique Ultra-rapide et Nanophotonique (DON)Gilles.Versini@ipcms.unistra.fr
Tél: +33(0)3 88 10 72 06, +33(0)3 88 10 72 09Bureau: 3407
Voir la page personnelle

Responsable scientifique

Professeure, Chimie des Matériaux Inorganiques (DCMI)Nathalie.Viart@ipcms.unistra.fr
Tél: +33(0)3 88 10 72 59Bureau: 2009
Voir la page personnelle




BâTI DE CROISSANCE HYBRIDE

La demande d’hétérostructures de couches minces hybrides composées de matériaux organiques aussi bien qu’inorganiques a motivé le développement d’une installation dédiée au Département de Magnétisme et Objets NanoStructurés (DMONS).

Le cluster Hybrid regroupe, autour d’une chambre de transfert robotisée, 3 chambres de croissances de couches minces, chacune consacrée à des matériaux différents : une chambre de pulvérisation cathodique pour la croissance de couches métalliques (Co, Fe, Cr…) ou d’oxydes simples (MgO) ; une chambre d’évaporation de couches minces métalliques (Au, Co…) ; et une chambre d’épitaxie par jet moléculaire organique (OMBE) dédiée à la croissance de couches minces de molécules organiques (C60, phtalocyanines, acides oxocarbiques…).

L’ensemble permet la fabrication d’hétérostructures organiques-inorganiques dans un environnement ultra-vide (pression de base 10-10 mbar dans toutes les chambres) pendant toute la durée du procédé. Chaque chambre de croissance est équipée d’un four pour les échantillons et de balances à quartz.

Plus d’informations sur l’équipement sont disponibles ici

Projets :

La recherche sur le bâti de croissance hybride se concentre essentiellement sur des hétérostructures à base de couches minces organiques pour la récupération d’énergie basée sur des dispositifs spintroniques (Co-CoPc), sur des molécules à transition de spin (Fepyrz) ou encore sur des molécules (anti)ferroélectriques pour des condensateurs à haute densité (acide croconique).

Contacts :

Ingénieur

Ingénieur de Recherche, Magnétisme des objets nanostructurés (DMONS)Benoit.Gobaut@ipcms.unistra.fr
Tél: +33(0)3 88 10 70 92Bureau: 0011
Voir la page personnelle

Responsable scientifique

Directeur de Recherche, Magnétisme des objets nanostructurés (DMONS)Martin.Bowen@ipcms.unistra.fr
Tél: +33(0)3 88 10 70 92Bureau: 0011
Voir la page personnelle




éPITAXIE PAR JET MOLéCULAIRE (MBE)

L’IPCMS dispose, au département de Magnétisme et Objets NanoStructurés (DMONS), d’un bâti d’épitaxie par jet moléculaire (MBE) dédié à la croissance de métaux en couches minces.

Le bâti dispose de 2 canons à électrons de 4 creusets chacun permettant de déposer jusqu’à 8 matériaux différents dans une enceinte sous ultra-vide (pression de base 10-10 mbar). La croissance est contrôlée in situ à l’aide de balances à quartz et suivie par diffraction électronique RHEED (reflective high energy electron diffraction).

Plus d’informations sur l’équipement sont disponibles ici

Projets :

A l’heure actuelle, la MBE permet de fabriquer des héterostructures métalliques pour l’étude de la propagation d’onde de spin (FeV), d’alliage (Fe/Cr) résistant à la corrosion, ou la croissance d’oxide d’europium sur graphène.

Contacts :

Ingénieur

Ingénieur de Recherche, Magnétisme des objets nanostructurés (DMONS)Benoit.Gobaut@ipcms.unistra.fr
Tél: +33(0)3 88 10 70 92Bureau: 0011
Voir la page personnelle

Responsable scientifique

Maître de conférences, Magnétisme des objets nanostructurés (DMONS)David.Halley@ipcms.unistra.fr
Tél: +33(0)3 88 10 71 08Bureau: 1027




éVAPORATION SOUS VIDE à BOMBARDEMENT éLECTRONIQUE

L’IPCMS dispose, au Département d’Optique ultrarapide et Nanophotonique (DON), d’un bâti dédié à la croissance de métaux en couches minces par évaporation sous vide

Principales évaporations de métaux : Al, Ni, Ag, Co, Cr, Cu, Pt, Au, et SiO2 comme matériau isolant

Ce bâti d’évaporation sous vide est muni d’un canon d’évaporation thermoïonique à bombardement électronique. Le canon équipé d’une source d’électrons (filament de tungstène chauffé) et de 3 creusets refroidi par eau. Ce type de canon permet d’évaporer divers matériaux en succession sans avoir à casser le vide pour changer la charge. Réglage longitudinal du faisceau d’électrons pour homogénéiser la surface et éviter de cratériser le bloc de matériau à évaporer.

Dispositif équipé d’un appareil de mesure de vitesse de dépôt et d’épaisseur couches minces par la mesure de masse par microbalance à quartz.

Le pré vidage de l’enceinte est effectué à l’aide d’un groupe de pompage sec mobile. Le pompage secondaire est assuré à l’aide d’une pompe ionique. Pression de base : 10-7 mbar sans refroidissement des panneaux à l’azote gazeux et qq 10-8 mbar avec refroidissement des panneaux.

Contact :

Ingénieur

Ingénieur d'Etude, Optique Ultra-rapide et Nanophotonique (DON)Gilles.Versini@ipcms.unistra.fr
Tél: +33(0)3 88 10 72 06, +33(0)3 88 10 72 09Bureau: 3407
Voir la page personnelle





éVAPORATION SOUS VIDE PAR EFFET JOULE

Le Département d’Optique ultrarapide et Nanophotonique (DON), possède un second bâti d’évaporation.

Bâti d’évaporation sous vide avec chauffage par effet joule de creusets, filaments, nacelles en matériaux réfractaires (Mo,W,Ta,…) et dispose de 3 électrodes d’évaporation.

Le pompage du dispositif est effectué à l’aide d’une pompe primaire à palette combinée avec une pompe turbo moléculaire. Pression de base environ 10-6 mbar

Le dispositif est équipé d’un appareil de mesure de vitesse de dépôt et d’épaisseur couches minces par la mesure de masse par microbalance à quartz.

Vapeurs de différents matériaux obtenus que l’on désire déposer : principalement Cu, Cr, Al, Au

Contact :

Ingénieur

Ingénieur d'Etude, Optique Ultra-rapide et Nanophotonique (DON)Gilles.Versini@ipcms.unistra.fr
Tél: +33(0)3 88 10 72 06, +33(0)3 88 10 72 09Bureau: 3407
Voir la page personnelle





PULVéRISATION MAGNéTRON

L’IPCMS dispose au sein du département de Magnétisme et Objets NanoStructurés (DMONS), d’un bâti de pulvérisation magnétron afin d’élaborer des matériaux multicouches de toutes sortent : métaux, oxydes, nitrures…

Le bâti est équipé de 6 magnétrons avec 4 alimentations (3 DC et 1RF), de 9 portes-échantillons sur un poste froid pouvant être régulé de -180 °C à 100 °C et de 2 portes-échantillons sur un poste chaud allant de 100°C à 800°C. Le vide limite est de 5*10-7 mbar et la pression de dépôt de 10-3 à 5*10-2 mbar.

Plus d’informations sur l’équipement sont disponibles ici

Contacts :

Ingénieur

Ingénieur d'Etude, Magnétisme des objets nanostructurés (DMONS)christophe.couder@ipcms.unistra.fr
Tél: +33(0)3 88 10 70 19Bureau: 0023

Responsable scientifique

Directeur de Recherche, Magnétisme des objets nanostructurés (DMONS)Christian.Meny@ipcms.unistra.fr
Tél: +33(0)3 88 10 70 07, +33(0)3 88 10 70 16Bureau: 0007