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A. CORNET e t J.-P. DEVILLE
En allant du volume du matériau (bulk material) vers l’extrême surface, on
traverse d‘abord le métal intact, non perturbé par la coupe mais ayant ses
propres défauts (impuretés, joints de grains, inclusions.. .). Ensuite, se présente
une zone texturée où les modifications induites par la coupe sont essentiellement structurales. Puis vient une zone écrouie caractérisée par un grand
désordre des grains et la présence de nouvelles impuretés introduites dans le
matériau au moment de la coupe.
Cette région est recouverte d u n e zone oxydée (oxyde natifl dont l’épaisseur va
dépendre du matériau et de la cinétique d’oxydation. Par exemple, dans le cas du
silicium, l’épaisseur de la couche d‘oxyde natif est de l’ordre de deux nanomètres
et augmente très peu avec le temps. I1 en est de même pour la majorité des
métaux passifs. Dans le cas de l’aluminium, du titane ou du zirconium, il est
possible de trouver ou de former des couches d‘oxydes ou d’hydroxydes de plusieurs centaines de nanomètres.
Finalement, on trouve l’extrême surface Caractérisée par la présence de
couches physi- et chimisorbées de molécules organiques, inertes ou vivantes
(biofilm). L’ingénierie des surfaces doit prendre en compte toute cette région
modifiée par divers types de dégradations ou de modifications : contraintes
superficielles, altérations physiques et mécaniques, réactions chimiques avec
l’atmosphère environnante qu’elle soit contrôlée ou non.
La figure 1.4 montre u n schéma des diverses structures et effets observables
dans les régions superficielles ou a u voisinage des interfaces internes, sachant
qu’une interface solide-liquide serait très différente.
Dans le tableau 1 .II, sont répertoriées quelques propriétés physicochimiques
observées dans les mêmes régions avec les domaines technologiques où elles
interviennent de façon souvent spectaculaire.
Tableau 1 .II. propriétés influencées par les phénomènes de surface.
Héterojonctions
Recombinaisons
Diffusion et dopage
Structures
* MIS, MOS
* SOI
Fragilisation
Fatigue
Adhesion
* verre-métal
* métakéramique
* métal/polymère
Soudure
Couches dures
* nitrures
* carbures
Adsorption
Ségrégation
Catalyse
* activation
* poisons
Corrosion
Dépôts, modes
de croissance
Magnetoresistance
Anisotropie
perpendiculaire
A. CORNET e t J.-P. DEVILLE
En allant du volume du matériau (bulk material) vers l’extrême surface, on
traverse d‘abord le métal intact, non perturbé par la coupe mais ayant ses
propres défauts (impuretés, joints de grains, inclusions.. .). Ensuite, se présente
une zone texturée où les modifications induites par la coupe sont essentiellement structurales. Puis vient une zone écrouie caractérisée par un grand
désordre des grains et la présence de nouvelles impuretés introduites dans le
matériau au moment de la coupe.
Cette région est recouverte d u n e zone oxydée (oxyde natifl dont l’épaisseur va
dépendre du matériau et de la cinétique d’oxydation. Par exemple, dans le cas du
silicium, l’épaisseur de la couche d‘oxyde natif est de l’ordre de deux nanomètres
et augmente très peu avec le temps. I1 en est de même pour la majorité des
métaux passifs. Dans le cas de l’aluminium, du titane ou du zirconium, il est
possible de trouver ou de former des couches d‘oxydes ou d’hydroxydes de plusieurs centaines de nanomètres.
Finalement, on trouve l’extrême surface Caractérisée par la présence de
couches physi- et chimisorbées de molécules organiques, inertes ou vivantes
(biofilm). L’ingénierie des surfaces doit prendre en compte toute cette région
modifiée par divers types de dégradations ou de modifications : contraintes
superficielles, altérations physiques et mécaniques, réactions chimiques avec
l’atmosphère environnante qu’elle soit contrôlée ou non.
La figure 1.4 montre u n schéma des diverses structures et effets observables
dans les régions superficielles ou a u voisinage des interfaces internes, sachant
qu’une interface solide-liquide serait très différente.
Dans le tableau 1 .II, sont répertoriées quelques propriétés physicochimiques
observées dans les mêmes régions avec les domaines technologiques où elles
interviennent de façon souvent spectaculaire.
Tableau 1 .II. propriétés influencées par les phénomènes de surface.
Héterojonctions
Recombinaisons
Diffusion et dopage
Structures
* MIS, MOS
* SOI
Fragilisation
Fatigue
Adhesion
* verre-métal
* métakéramique
* métal/polymère
Soudure
Couches dures
* nitrures
* carbures
Adsorption
Ségrégation
Catalyse
* activation
* poisons
Corrosion
Dépôts, modes
de croissance
Magnetoresistance
Anisotropie
perpendiculaire