Contexte du projet :

Rejoignez notre équipe pour explorer le vaste domaine de la pulvérisation magnétron impulsionnelle de haute puissance (HiPIMS), un processus avancé de dépôt de couches minces avec un vaste potentiel d’application. Ce projet se concentre sur la chimie des plasmas réactifs (R-HiPIMS) et sur les HiPIMS électroniques améliorés avec une alimentation multiniveau haute puissance (e-HiPIMS), visant à développer des modèles complets de simulation de plasma qui approfondissent les interactions dynamiques au sein du plasma, ainsi qu’entre plasma et cible.

Motivation du doctorat :

À l’avant-garde des progrès des sciences des matériaux, le rôle de la modélisation ne peut être surestimé. Il apparaît comme un outil essentiel, ouvrant la voie à des percées dans le dépôt de couches minces. A travers ce projet doctoral, nous visons à développer des techniques de simulation avancées pour :

• améliorer notre compréhension des nouveaux modes HiPIMS : e-HiPIMS et R-HiPIMS ,
• affiner la morphologie et la composition des films à base de Ti en fonction d’exigences spécifiques.
• soutenir les projets expérimentaux en cours axés sur :
  • Revêtements anticorrosion via e-HiPIMS de Ti.
  • Électrodes TiN pour l’électronique Mott et les supercondensateurs via R-HiPIMS.

• Capteurs TiO _x développés avec la technologie R-HiPIMS.

Objectifs du doctorat :

• Améliorez et développez un modèle global dynamique, en tirant parti de la mise en forme d’impulsions à plusieurs niveaux ( e-HiPIMS ) pour introduire des complexités et des degrés de liberté supplémentaires dans le contrôle des processus.
• Intégrez les aspects énergétiques cinétiques des électrons énergétiques accélérés à travers la gaine, fournissant ainsi une représentation plus précise des phénomènes d’ionisation au sein du plasma.
• Incorporer la réactivité chimique des espèces plasmatiques en présence d’azote (N ₂ ) et d’oxygène (O ₂ ), cruciales pour les processus R-HiPIMS , pour le dépôt d’oxyde/nitrure de titane.
• Traiter les phénomènes d’empoisonnement des cibles qui sont essentiels aux interactions de surface.
• En fin de compte, couplez le modèle global affiné au modèle Particle-In-Cell-Monte-Carlo (PIC-MC) pour une simulation complète du transport d’ions dans le « Bulk Plasma », visant une compréhension holistique des mécanismes HiPIMS.

Environnement:

En tant que nouveau membre de l’ équipe Plasma Couches Minces ( PCM ) de l’ Institut des Matériaux de Nantes Jean Rouxel ( IMN ), le candidat entrera dans un espace de recherche collaborative reconnu pour ses contributions impactantes à la science des matériaux. Ayant accès à des techniques de dépôt modernes et à des méthodes d’analyse complètes, le doctorant s’engagera dans une approche multidisciplinaire du traitement par plasma et des applications de couches minces dans un environnement de recherche bien financé et favorable.