CHAPITRE 2 - TOPOGRAPHIE ET MÉCANIQUE DES SURFACES
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<< intrinsèque >> de l’interface non influencée par les défauts de fabrication qui
apparaissent à plus grande échelle. Ces modèles tiennent compte des << modes >>
d’indentation, selon que le pénétrateur traverse ou non la couche.
Qu’apporte la nanoindentation 7
La pointe du nanoindenteur se comporte comme une microsonde mécanique
capable potentiellement de donner des informations en continu sur les structures traversées (couche mince/substrat, systèmes multicouches, couche
<< enterrée >> par implantation ionique...). Cet usage a été prévu dès la mise au
point de la nanoindentation (on trouvera des références bibliographiques dans
l’article de Pharr et ~ 1 l . 1 ~ ~ 1 ) .
L’analyse est basée sur l’interprétation des courbes déchargement-déplacement et sur l’évolution de la surface après retrait de l’indenteur : cette technique
est indispensable pour mesurer les caractéristiques mécaniques ( E , v et if) des
couches et du substrat mais son application requiert un accompagnement par
une modélisation soignée(51~~52~~53~.
La figure 2.45 donne un exemple d‘application sur des couches de carbure
d’azote C3N, [plus vraisemblablement CXNJ obtenues par ablation laser sous
atmosphère de méthane*. Ces couches sont déposées sur du silicium. Le carbure
d‘azote a des propriétés mécaniques très élevées : sa dureté varie entre 6 et 12 GPa
selon les conditions de dêpôts. Par nanoindentation on peut mettre en évidence
divers défauts : manque d’adhérence, rupture cohésive, délamination.
(50) Pharr G.M. et Oliver W.C., Measurement of thin film mechanical properties using
nanoindentation, MRS Bull. (juillet 1992) 28-33.
(5 1) Page T.F. et Hainsworth S.V., Using nanoindentation techniques for the characterization of coated systems : a critique, Suq. Coat. Techn. 6 1 (1993) 201-208.
(52) Page T.F. et Whitehead A.J., Nanoindentation studies of thin film coated systems,
Thin Solid Films 220 (1992) 277-283.
(53) Page T.F., Hainsworth S.V. et Bartlett T., The nanoindentation response of systems
with thin hard carbon coatings, Thin Solid Films 236 (1993) 214-218.
* Dépôt effectué a u laboratoire de Ion N. Mihailescu, Institut de physique atomique,
Bucarest.
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<< intrinsèque >> de l’interface non influencée par les défauts de fabrication qui
apparaissent à plus grande échelle. Ces modèles tiennent compte des << modes >>
d’indentation, selon que le pénétrateur traverse ou non la couche.
Qu’apporte la nanoindentation 7
La pointe du nanoindenteur se comporte comme une microsonde mécanique
capable potentiellement de donner des informations en continu sur les structures traversées (couche mince/substrat, systèmes multicouches, couche
<< enterrée >> par implantation ionique...). Cet usage a été prévu dès la mise au
point de la nanoindentation (on trouvera des références bibliographiques dans
l’article de Pharr et ~ 1 l . 1 ~ ~ 1 ) .
L’analyse est basée sur l’interprétation des courbes déchargement-déplacement et sur l’évolution de la surface après retrait de l’indenteur : cette technique
est indispensable pour mesurer les caractéristiques mécaniques ( E , v et if) des
couches et du substrat mais son application requiert un accompagnement par
une modélisation soignée(51~~52~~53~.
La figure 2.45 donne un exemple d‘application sur des couches de carbure
d’azote C3N, [plus vraisemblablement CXNJ obtenues par ablation laser sous
atmosphère de méthane*. Ces couches sont déposées sur du silicium. Le carbure
d‘azote a des propriétés mécaniques très élevées : sa dureté varie entre 6 et 12 GPa
selon les conditions de dêpôts. Par nanoindentation on peut mettre en évidence
divers défauts : manque d’adhérence, rupture cohésive, délamination.
(50) Pharr G.M. et Oliver W.C., Measurement of thin film mechanical properties using
nanoindentation, MRS Bull. (juillet 1992) 28-33.
(5 1) Page T.F. et Hainsworth S.V., Using nanoindentation techniques for the characterization of coated systems : a critique, Suq. Coat. Techn. 6 1 (1993) 201-208.
(52) Page T.F. et Whitehead A.J., Nanoindentation studies of thin film coated systems,
Thin Solid Films 220 (1992) 277-283.
(53) Page T.F., Hainsworth S.V. et Bartlett T., The nanoindentation response of systems
with thin hard carbon coatings, Thin Solid Films 236 (1993) 214-218.
* Dépôt effectué a u laboratoire de Ion N. Mihailescu, Institut de physique atomique,
Bucarest.