Barbara BOUTEILLE a défendu son doctorat à Sorbonne Université aux laboratoires Physique et Mécanique des Milieux Hétérogènes (SU) et Surface du Verre et Interfaces (Saint-Gobain / CNRS) sous la direction de Emmanuelle Gouillart et Damien Vandembroucq.

Séparation de phase dans les couches minces de verre pour la nanostructuration de surface 

L’objectif de ces travaux est d’obtenir des nanostrcutures de tailles contrôlées en partant d’une couche de verre plane d’environ 100 nm, déposée par pulvérisation ca- thodique magnétron, ce grâce au phénomène de séparation de phase. Le système modèle utilisé est un borosilicate de baryum dont le ternaire possède une lacune d’immiscibilité large. Après démixtion, la phase riche en baryum possède d’une part un très bon contraste électronique pour des études MEB et d’autre part elle peut être dissoute préférentiellement afin de révéler des nanostrcutures. Trois types de morphologies ont pu être obtenues en maîtrisant la composition des couches minces : des trous, des plots ou une rugosité inter- connectée. Le traitement d’images MEB et AFM permet de suivre quantitativement des grandeurs caractéristiques (tailles des objets et corrélations latérales). Ainsi la cinétique de mûrissement en milieu ultra-confiné est étudiée à la fois pour la nucléation-croissance et la décomposition spinodale. En particulier pour une assemblée de gouttes uniques dans l’épaisseur, le confinement ralenti la diffusion. Une loi de puissance plus lente que les mo- dèles classiques est observée expérimentalement et numériquement. Pour un réseau 2D de filaments interconnectés, le mûrissement hydrodynamique est rapidement interrompu par fragmentation et déstabilise la surface engendrant directement une rugosité. Mots-clés : Séparation de phase, diffusion en milieu confiné, borosilicates de baryum, couches minces, nanostructures.