Soutenance de thèse de Glenn OTAKANDZA KANDJANI

Les plasmas réactifs à base d'hydrocarbures sont largement utilisés pour la synthèse de matériaux et la modification de surfaces mais de nombreux processus en volume et d'interaction avec les surfaces sont encore mal décrits. Ce travail a pour objectif de mettre en lumière certains de ces processus par des simulations de dynamique moléculaire classique appliquées à un plasma RF de méthane à basse pression dilué dans de l'argon pour des températures de 300 à 1000 K. Pour la phase volume, nous avons obtenu un faible taux de formation de nouvelles espèces mais avec une plus grande diversité de molécules formées à haute température. Les propriétés structurelles de ces nouvelles espèces ont montré une prédominance des liaisons doubles C=C qui diminuent avec l'augmentation de la température au profit des liaisons simples C-C. L'évolution temporelle des différentes espèces et l'identification des différentes voies de réaction menant à la formation de plus grandes molécules, ont montré que le radical C2H est le précurseur principal. Concernant l'étude de la phase hétérogène (i.e. l'interaction plasma-surface) les électrodes ont été simulées par une surface en acier inoxydable. Les coefficients de collage des espèces ont été déterminés sur une surface nue ou recouverte d'un film C:H préalablement déposé. Les coefficients de collage tendent à diminuer avec l'augmentation de la température et sont plus faibles dans le cas de la surface recouverte d'un film hydrocarboné. Les films C:H formés à la surface sont alors caractérisés et les résultats ont montré que la masse déposée évolue linéairement avec le temps et qu'elle est légèrement plus faible à 1000 K. La détermination des contributions fractionnelles a montré que C2H est l'espèce responsable de la croissance des films. Les films sont principalement constitués de liaisons doubles C=C et d'atomes de carbone avec un nombre de coordination 3. Le bombardement du film par les deux principaux ions Ar+ et C2H3+ a montré que sa pulvérisation augmente avec la fluence et l'énergie des ions au-delà de 50 eV.