Nous avons jusqu’ici abordé les procédés de revêtement de surface à partir de l’état liquide, soit par le procédé sol-gel soit par le dépôt électrochimique. Ici nous traitons plus spécifiquement de l’utilisation de précurseurs gazeux pour le dépôt de couches minces via des méthodes répertoriées sous la rubrique PVD (pour dépôt physique en phase vapeur) ou CVD (pour dépôt chimique en phase vapeur). Ce cours vise à définir le bénéfice du dépôt en couches minces, tant au niveau fondamental qu’appliqué. Les bienfaits au niveau fondamental sont multiples, avec notamment la possibilité d’injecter de nouvelles propriétés/fonctions aux matériaux via l’élaboration d’hétéro-structures et de super-réseaux d’oxydes ou de chalcogénures. Ainsi, en raison d’une réactivité (diffusion, nucléation, croissance) accrue au niveau de l’interface, de nouvelles phases métastables peuvent être obtenues. Une phase particulière peut souvent être obtenue en déposant ces constituants dans une séquence ordonnée correspondant à la disposition atomique de ces constituants dans la phase souhaitée. C’est ainsi que tous les membres n de la famille des phases d’Aurivillius Bi2O2(An-1BnO3n+1) peuvent être synthétisés, ce qui n’est point possible avec les méthodes de synthèse classique.
Nous exposons également les problèmes de substrat et d’épitaxie, et ce, de façon à montrer comment l’on peut jouer avec ces contraintes épitaxiales (extensives ou compressives) pour stabiliser de nouvelles phases voire ajuster/contrôler les propriétés magnétiques ou ferroélectriques (par ex. : transition paraélectrique → ferroélectrique) dans BaTiO3. Forts de ces aspects fondamentaux, nous décrivons les différentes techniques de dépôts que sont les méthodes MOCVD (dépôt chimique métal-organique en phase vapeur), ALD (atomic layer deposition), MBE (dépôt pat jets moléculaires), PLD (dépôt par ablation laser) et sputtering (dépôt par pulvérisation cathodique), et soulignons les avantages/inconvénients de ces techniques. Il en sera de même des techniques de suivi/contrôle de croissance de couches telles la diffraction des électrons à incidence rasante (RHEED) et la microscopie à effet tunnel.
En guise de conclusion, nous mentionnons les applications variées des couches et super-réseaux d’oxydes et chalcogénures qui sont d’importance considérable pour une multitude d’applications tels les vitrages et jouent un rôle capital en microélectronique.
