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LE VERRE
1. Amorphisation du cristal
On a déjà signalé (Chap. 1, Sect. 1) que le bombardement de cristaux par
des particules de haute énergie (particules α, rayons β ou neutrons rapides) peuvent déloger de leurs sites, de manière irréversible, les atomes
du réseau cristallin [1]. On peut également obtenir des verres en appliquant à des cristaux des ondes de choc d’intensité suffisante. De la silice
vitreuse est ainsi produite en soumettant du quartz à des pressions transitoires d’intensité comprise entre 35 MPa et 40 GPa. À des pressions
supérieures, la chaleur dégagée entraîne la fusion du cristal [2].
Les contraintes de cisaillement appliquées lors du broyage d’un cristal peuvent aussi conduire à un verre [3]. Ce phénomène a été observé
notamment en broyant du quartz ou du sulfure de germanium GeS 2 .
2. Formation d’un verre à partir de l’état gazeux
On distingue deux catégories de méthode de dépôt d’un verre à partir de
la phase gazeuse : les dépôts non-réactifs et les dépôts réactifs.
2.1. Dépôts non-réactifs
La manière la plus simple pour obtenir des couches minces vitreuses
consiste à condenser des espèces préalablement évaporées. Si la condensation s’effectue sur une paroi froide, il se forme un film amorphe car les
atomes déposés n’ont pas la mobilité suffisante pour se disposer selon
le motif cristallin. Dans l’industrie des semi-conducteurs, des éléments
comme Si, Ge, Se ou des alliages comme AsS, après avoir été mis en
poudre, sont évaporés sous vide puis se condensent sur une paroi froide
en formant un film amorphe. Des verres métalliques de Fe, Co ou Bi sont
également préparés par ce procédé. L’évaporation peut être réalisée par
effet Joule, par un laser ou par un canon à électrons.
Une autre méthode très utilisée pour obtenir des couches minces ampoules est la pulvérisation cathodique. Elle consiste à appliquer une
tension de plusieurs milliers de volts dans une enceinte contenant un
gaz inerte comme l’argon sous basse pression. Le gaz devient un plasma
dont les ions positifs projetés sur la cathode en arrachent les atomes de
surface sans réagir avec eux. Ceux-ci se déposent sur un substrat placé
à proximité.
2.2. Dépôts réactifs
Les dépôts réactifs se forment à la suite de réactions entre espèces chimiques gazeuses ou à la suite de leur décomposition. Si le substrat est
LE VERRE
1. Amorphisation du cristal
On a déjà signalé (Chap. 1, Sect. 1) que le bombardement de cristaux par
des particules de haute énergie (particules α, rayons β ou neutrons rapides) peuvent déloger de leurs sites, de manière irréversible, les atomes
du réseau cristallin [1]. On peut également obtenir des verres en appliquant à des cristaux des ondes de choc d’intensité suffisante. De la silice
vitreuse est ainsi produite en soumettant du quartz à des pressions transitoires d’intensité comprise entre 35 MPa et 40 GPa. À des pressions
supérieures, la chaleur dégagée entraîne la fusion du cristal [2].
Les contraintes de cisaillement appliquées lors du broyage d’un cristal peuvent aussi conduire à un verre [3]. Ce phénomène a été observé
notamment en broyant du quartz ou du sulfure de germanium GeS 2 .
2. Formation d’un verre à partir de l’état gazeux
On distingue deux catégories de méthode de dépôt d’un verre à partir de
la phase gazeuse : les dépôts non-réactifs et les dépôts réactifs.
2.1. Dépôts non-réactifs
La manière la plus simple pour obtenir des couches minces vitreuses
consiste à condenser des espèces préalablement évaporées. Si la condensation s’effectue sur une paroi froide, il se forme un film amorphe car les
atomes déposés n’ont pas la mobilité suffisante pour se disposer selon
le motif cristallin. Dans l’industrie des semi-conducteurs, des éléments
comme Si, Ge, Se ou des alliages comme AsS, après avoir été mis en
poudre, sont évaporés sous vide puis se condensent sur une paroi froide
en formant un film amorphe. Des verres métalliques de Fe, Co ou Bi sont
également préparés par ce procédé. L’évaporation peut être réalisée par
effet Joule, par un laser ou par un canon à électrons.
Une autre méthode très utilisée pour obtenir des couches minces ampoules est la pulvérisation cathodique. Elle consiste à appliquer une
tension de plusieurs milliers de volts dans une enceinte contenant un
gaz inerte comme l’argon sous basse pression. Le gaz devient un plasma
dont les ions positifs projetés sur la cathode en arrachent les atomes de
surface sans réagir avec eux. Ceux-ci se déposent sur un substrat placé
à proximité.
2.2. Dépôts réactifs
Les dépôts réactifs se forment à la suite de réactions entre espèces chimiques gazeuses ou à la suite de leur décomposition. Si le substrat est