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Thermal phonon transport in silicon nanostructures / Transport des phonons dans les nanostructures de silicium

Maire, Jérémie 11 December 2015 (has links)
Lors de deux dernières décennies, la nano-structuration a permis une augmentation conséquente des performances thermoélectriques. Bien qu’à l’ origine le silicium (Si) ait une faible efficacité thermoélectrique, son efficacité sous forme de nanostructure, et notamment de nanofils, a provoqué un regain d’intérêt envers la conduction thermique au sein de ces nanostructures de Si. Bien que la conductivité thermique y ait été réduite de deux ordres de grandeur, les mécanismes de conduction thermique y demeurent flous. Une meilleure compréhension de ces mécanismes permettrait non seulement d’augmenter l’efficacité thermoélectrique mais aussi d’ouvrir la voie à un contrôle des phonons thermiques, de manière similaire à ce qui se fait pour les photons. L’objectif de ce travail de thèse était donc de développer une plateforme de caractérisation, d’étudier le transport thermique au sein de différentes nanostructures de Si et enfin de mettre en exergue la contribution du transport cohérent de phonons à la conduction thermique. Dans un premier temps, nous avons développé un système de mesure allant de pair avec une procédure de fabrication en salle blanche. La fabrication se déroule sur le site de l’institut de Sciences Industrielles et combine des manipulations chimiques, de la lithographie électronique, de la gravure plasma et du dépôt métallique. Le système de mesure est base sur la thermoreflectance : un changement de réflectivité d’un métal a une longueur d’onde particulière traduit un changement de température proportionnel. Nous avons dans un premier temps étudié le transport thermique au sein de simples membranes suspendues, suivi par des nanofils, le tout étant en accord avec les valeurs obtenues dans la littérature. Le transport thermique au sein des nanofils est bien diffus, à l’exception de fils de moins de 4 μm de long a la température de 4 K ou un régime partiellement balistique apparait. Une étude similaire au sein de structures périodiques 1D a démontré l’impact de la géométrie et l’aspect partiellement spéculaire des réflexions de phonons a basse température. Une étude sur des cristaux phononiques (PnCs) 2D a ensuite montré que même si la conduction est dominée par le rapport surface sur vole (S/V), la distance inter-trous devient cruciale lorsqu’elle est suffisamment petite. Enfin, il nous a été possible d’observer dans des PnCs 2D un ajustement de la conductivité thermique base entièrement sur la nature ondulatoire des phonons, réalisant par-là l’objectif de ce travail. / In the last two decades, nano-structuration has allowed thermoelectric efficiency to rise dramatically. Silicon (Si), originally a poor thermoelectric material, when scaled down, to form nanowires for example, has seen its efficiency improve enough to be accompanied by a renewed interest towards thermal transport in Si nanostructures. Although it is already possible to reduce thermal conductivity in Si nanostructures by nearly two orders of magnitude, thermal transport mechanisms remain unclear. A better understanding of these mechanisms could not only help to improve thermoelectric efficiency but also open up the path towards high-frequency thermal phonon control in similar ways that have been achieved with photons. The objective of this work was thus to develop a characterization platform, study thermal transport in various Si nanostructures, and ultimately highlight the contribution of the coherent phonon transport to thermal conductivity. First, we developed an optical characterization system alongside the fabrication process. Fabrication of the structures is realized on-site in clean rooms, using a combination of wet processes, electron-beam lithography, plasma etching and metal deposition. The characterization system is based on the thermoreflectance principle: the change in reflectivity of a metal at a certain wavelength is linked to its change in temperature. Based on this, we built a system specifically designed to measure suspended nanostructures. Then we studied the thermal properties of various kinds of nanostructures. Suspended unpatterned thin films served as a reference and were shown to be in good agreement with the literature as well as Si nanowires, in which thermal transport has been confirmed to be diffusive. Only at very low temperature and for short nanowires does a partially ballistic transport regime appear. While studying 1D periodic fishbone nanostructures, it was found that thermal conductivity could be adjusted by varying the shape which in turn impacts surface scattering. Furthermore, low temperature measurements confirmed once more the specularity of phonon scattering at the surfaces. Shifting the study towards 2D phononic crystals (PnCs), it was found that although thermal conductivity is mostly dominated by the surface-to-volume (S/V) ratio for most structures, when the limiting dimension, i.e. the inter-hole spacing, becomes small enough, thermal conductivity depends solely on this parameter, being independent of the S/V ratio. Lastly, we were able to observe, at low temperature in 2D PnCs, i.e. arrays of holes, thermal conduction tuning based on the wave nature of phonons, thus achieving the objective of this work.
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Effet de la vitesse de refroidissement sur la taille des grains, la modification eutectique et la précipitation d’intermétalliques riches en fer dans des alliages Al-Si hypoeutectiques / Cooling rate effects on grain size, eutectic modification and Fe-bearing intermetallic precipitation in hypoeutectic Al-Si alloys

Ferdian, Deni 24 June 2014 (has links)
Les alliages aluminium-silicium sont les alliages d’aluminium de moulage les plus couramment employés en raison de leur faible poids, de leurs caractéristiques mécaniques et de leur fluidité. Leurs propriétés mécaniques, en particulier leur résistance, peuvent être améliorées par l’affinage des grains et la modification des précipités de silicium. Par contre, la précipitation de composés intermétalliques riches en fer, comme la phase dite beta, a un effet néfaste sur la tenue en traction et la ductilité de ces alliages. Bien que diverses méthodes aient été proposées pour atténuer les effets de la phase beta, la compréhension des mécanismes de sa croissance pourrait s’avérer utile pour réduire ses effets néfastes. L’objectif de cette étude est d’établir la relation entre la vitesse de refroidissement et les caractéristiques microstructurales des alliages Al-Si hypoeutectiques. Dans une pièce coulée réelle, la vitesse de refroidissement locale peut grandement changer d’un point à l’autre du fait de la géométrie de la pièce mais aussi du fait des paramètres de coulée. Les variations de vitesse de refroidissement affectent le processus de solidification, et ceci est rendu évident par les changements des températures caractéristiques des courbes de refroidissement enregistrées en différents endroits d’une pièce. Les relations entre ces températures caractéristiques et la taille des grains et la modification du silicium eutectique sont présentées. Cette étude a aussi porté sur l’effet de la vitesse de refroidissement sur la morphologie de la phase beta dans le cas d’un alliage ternaire Al-Fe-Si. La croissance de la phase beta a été caractérisée par tomographie post-mortem et in-situ. Enfin, certains écarts par rapport aux caractéristiques de solidification usuelles, telles que la précipitation en écriture chinoise de la phase beta et la formation de rosettes, ont été observés et sont discutés. / Aluminum-silicon alloys are the most common aluminum casting alloys produced due to their fluidity characteristic and mechanical and light weight properties. However, there are several issues concerning application of Al-Si hypoeutectic alloys such as strength, which may be improved by refining grain size of the alloy and modifying silicon precipitates. Furthermore, precipitation of Fe-bearing intermetallics such as the so-called beta phase has a detrimental effect on tensile and ductility properties of Al-Si hypoeutectic alloys. Although various methods have been proposed to mitigate the effect of beta phase, the understanding of the mechanism of growth may be useful to reduce its detrimental effects. The objective of this study is to establish the relationship between the cooling rate and morphology features in Al-Si hypoeutectic alloys. In real casting condition, cooling rate is one of the factors that is not easy to predict, because it is related to the geometry of the parts and to the casting process itself. Changes in cooling rate affect the solidification process, and this is made apparent by the changes in the characteristic temperatures of cooling curves recorded in different locations of a part. The relation between these characteristic temperatures and grain size and eutectic silicon modification are presented. Furthermore, the present study also includes the effect of cooling rate on the morphology of beta phase in the case of a ternary Al-Fe-Si alloy. An attempt to characterize the growth of beta phase was performed through post-mortem and in-situ tomography. In addition, some variations from usual solidification features such as script monoclinic phase and rosettes were observed and are discussed.
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Intégration hétérogène de GaAs sur Si à partir de nano-germes : étude de la nucléation et de la croissance de micro-cristaux sur substrats Si (001) et (111) / Heterogeneous Integration of GaAs on Si from Nano-seeds : Study of Nucleation and Micro-crystals Growth on (001) and (111) Si Substrates

Coste, Marie 20 December 2018 (has links)
L’intégration du GaAs sur Si est un des défis majeurs des 40 dernières années puisqu’elle permettrait de combiner les nombreux avantages du Si, dont notamment son bas coût, avec les propriétés de haute mobilité et de gap direct du GaAs. Les cellules photovoltaïques multi-jonctions à base de matériau III-V permettent d’obtenir les plus hauts rendements de conversion photovoltaïque. Cependant, leur coût de fabrication élevé est un aspect limitatif de leur utilisation. Nous nous sommes intéressés ici à une étude préliminaire visant à réaliser leur intégration sur substrat Si. In fine, l’objectif sera la réalisation de cellules tandems GaAs/Si et GaAs/Ge sur substrat Si. L’intégration du GaAs et du Ge sur Si conduit cependant à la formation de dislocations et de fissures du fait de leurs désaccords de maille et de leurs différences de coefficient d’expansion thermique respectifs. De plus, du fait de la différence de polarité entre le GaAs et le Si, cette intégration conduit également à la formation de domaine d’anti-phase. Nous présentons dans cette étude un procédé d’intégration permettant à la fois l’élimination de ces défauts et le passage du courant entre le matériau épitaxié et le Si. Ce procédé est basé sur l’utilisation d’ouvertures de tailles nanométriques dans une silice fine, qui nous permet ainsi de réaliser la croissance du GaAs sur Si sous forme de cristaux, par épitaxie latérale à partir de nano-germes de GaAs ou de Ge. Pour ce faire, nous utilisons l’épitaxie par jet chimique sans gaz vecteur qui est une technique de croissance permettant une bonne sélectivité. La croissance sera tout d’abord étudiée dans des ouvertures aléatoires, facilement réalisées in-situ sous ultravide, puis dans des ouvertures localisées de tailles fixées. Ces dernières sont obtenues suite à une procédure longue et complexe qui repose sur des étapes de nettoyage chimique, d’enrésinement, de lithographie électronique, de développement et de gravure ionique réactive. Nous présenterons les résultats de la croissance directe de cristaux de GaAs dans les ouvertures sur Si (001) et Si (111), et également à partir de nano-germes de Ge. Ce procédé d’intégration a permis l’élimination des trois types de défauts précédemment indiqués, et nous avons obtenu de très bons résultats notamment lors de l’intégration dans les ouvertures localisées sur Si (111). Nous verrons que la morphologie des nano-germes de Ge peut toutefois être problématique lors de la reprise d’épitaxie du GaAs. La possibilité de passage du courant par effet tunnel à travers la silice fine sera ensuite vérifiée et le dopage des cristaux de GaAs avec du Si sera également présenté. / GaAs on Si integration is one of the major challenges of the last 40 years as it would allow to combine Si advantages, like its low cost, with GaAs high mobility and direct bandgap. Multi-junction photovoltaic cells based on III-V materials have the highest photovoltaic conversion efficiencies. However, their high manufacturing cost is a limiting aspect of their use. This is why we have made a preliminary study aiming at realizing their integration on Si substrate. In fine, the objective will be the realization of tandem solar cells made of GaAs/Si and GaAs/Ge on Si substrate. However, GaAs and Ge integrations on Si lead to dislocations and cracks formations because of their respective differences of lattices parameters and thermal expansion coefficients. Moreover, because of the difference of polarity between GaAs and Si, this integration also leads to anti-phase domain formation. We present in this study an integration process allowing both these defects elimination and current passage between the epitaxial material and Si. This process is based on the use of nanoscale openings in a thin silica, which allows us to carry out GaAs crystals growth on Si by lateral epitaxy from GaAs or Ge nano-seeds. To do this, we use chemical beam epitaxy which is a growth technique allowing good selectivity. Firstly, the growth will be studied inside randomly dispersed openings, which are easily made in situ under ultra-high vacuum, and then inside localized openings with fixed sizes. These are obtained after a long and complex procedure including chemical cleaning, resist spin-coating, electronic lithography, development and reactive ion etching. We will present GaAs crystals direct growth inside openings on Si (001) and (111), and also from Ge nano-seeds. This integration process allowed the elimination of the three types of defects previously mentioned, and we have obtained very good results especially for the integration inside localized openings on Si (111). We will see that Ge nano-seeds morphology can however be problematic during the GaAs lateral epitaxy. In addition, the current passage by tunnel effect through the thin silica will be verified and the GaAs crystals doping with Si will also be presented.
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Influence of seeding and growth conditions on grain selection, defects, and properties of high-performance multi-crystalline silicon (HPmc-Si) / Influence des germes et des conditions de croissance sur la sélection de grains, les défauts, et les propriétés de silicium multi-cristallin haute performance (HPmc-Si)

Alam, Giri Wahyu 13 December 2018 (has links)
Parmi les nouveaux matériaux massifs pour le silicium photovoltaïque (PV), le silicium multicristallin haute performance (HPmc-Si) a émergé en raison de son rendement de conversion supérieur à celui du silicium multi-cristallin (mc-Si) utilisé largement pour le solaire PV. Ce travail de recherche vise à comprendre l'influence des germes et des conditions de croissance sur les lingots HPmc-Si (structure de grains, dislocations, impuretés et propriétés PV). Cinq lingots ont été élaborés par solidification dirigée. Pour l’un d’entre eux, deux types de germes ont été utilisés. Les caractéristiques de la région de croissance initiale (jusqu’à 50 mm) sont directement liées aux propriétés de la couche de germes. Or, celle-ci dépend à la fois des types de germes utilisés et des paramètres de l’étape de fusion. Les paramètres de croissance prennent le contrôle de la structure de grains après la région affectée par la couche initiale de germes. Cependant, les paramètres de croissance étudiés modifient peu les caractéristiques entre lingots HPmc-Si et le rendement de conversion des cellules solaires. Les zones de faible durée de vie des porteurs minoritaires déterminent le rendement de conversion et peuvent être principalement associées aux défauts structuraux et à la taille du grain, en plus des impuretés métalliques. La compétition des grains est un phénomène dynamique qui permet la disparition de certains grains défectueux pendant la croissance et surtout le maintien d’une taille de grains et homogène. Cette homogénéité obtenue pour la gamme de paramètres étudiée est une des caractéristiques principales des lingots HPmc-Si / Among new bulk silicon PV materials, HPmc-Si is one to be considered due its higher conversion efficiency compared to mc-Si solar PV. This research work aims at understanding the influence of the seeding materials and growth conditions on HPmc-Si ingots (dislocations and impurities). Five ingots were grown, and two types of seeding materials are compared to study the grain structure, the electrical properties and the conversion efficiency of solar cells. The initial growth region up to 50 mm is directly linked to the seed layer properties which are dependent on the melting segment parameters. The growth parameters take control on the grain structure after the seed affected region. The growth parameters studied modify little the characteristics of HPmc-Si ingots and the solar cell conversion efficiency. Low carrier lifetimeareas determine the conversion efficiency and they can mainly be associated to the grain size, besides metallic impurities. The grain competition is very dynamic to suppress defective grains and to maintain smaller grain size variation, homogeneous grain size and properties being the most important characteristic of HPmc-Si ingots
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NMR methods and analysis for determining correlated structural distributions in amorphous solids

Srivastava, Deepansh 07 November 2018 (has links)
No description available.
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[pt] A ECOTEOLOGIA DO SANTUÁRIO CRISTO REDENTOR À LUZ DA ENCÍCLICA LAUDATO SI / [en] THE ECOTHEOLOGY OF THE SANCTUARY CHRIST THE REDEEMER IN LIGHT OF THE ENCYCLICAL LETTER LAUDATO SI

ALEXANDRE CARVALHO LIMA PINHEIRO 31 May 2021 (has links)
[pt] O Rio de Janeiro é uma cidade na qual a arquitetura humana e a arquitetura divina convivem lado a lado. Esta realidade se torna mais evidente no alto do Monte Corcovado, onde a natureza, criação de Deus, e a estátua do Cristo Redentor, símbolo da redenção, aparecem harmonicamente, como se o monumento pudesse ser compreendido quase como uma extensão da montanha. O Cristo do Corcovado é esteticamente belo e tão pleno de significado que se mistura àquela famosa visão da natureza pela qual se confirma o título cidade maravilhosa. Concebido originalmente no século XIX, o propósito do monumento era comunicar o cerne da mensagem cristã numa linguagem universal. Após a sua inauguração, em outubro de 1931, o monumento transcendeu o âmbito religioso, representando também a cultura brasileira para o mundo. Em outubro de 2006, o platô do Monte Corcovado foi reconhecido como santuário católico, um lugar de oração e encontro, onde as pessoas podem estar em harmonia com Deus, com a natureza e com o próximo. Esta tese tem o objetivo de traduzir o simbolismo do Santuário Cristo Redentor em linguagem teológica, à luz da encíclica Laudato Si e da ecologia integral para fecundar a cultura, rica nas suas diversas manifestações, dentre as quais se apresenta o próprio monumento do Corcovado, diante dos desafios gerados pela mentalidade globalizante, consumista e de descarte. No primeiro capítulo abordamos a Teologia da História do Santuário Cristo Redentor, buscando haurir, nos 520 anos de história da Igreja no Brasil, as luzes para compreender as origens da crise socioambiental, no período colonial, no Império e na República, chegando até os dias atuais. No segundo capítulo, apresentamos a Cristologia e a Soteriologia da encíclica Laudato Si, abordando a criação, a encarnação e a redenção de forma integral e interdependente. Finalmente, no terceiro capítulo, estudamos a ecoteologia do Santuário Cristo Redentor a partir dos seus eixos simbólicos fundamentais, a Cruz, a Ressurreição, o Sagrado Coração de Jesus, a Eucaristia e Nossa Senhora Aparecida, a fim de buscar as respostas para as nossas proposições. A ecoteologia resultante desta investigação apresenta a criação, a encarnação e a redenção numa legítima e original relação de interdependência, através do simbolismo da montanha e da estátua do Cristo Redentor, demonstrando que todo o ecossistema, e não apenas o ser humano, participa do projeto salvífico divino. / [en] Rio de Janeiro is a city in which human architecture and divine architecture live side by side. This reality becomes more evident at the top of Mount Corcovado, where nature, God s creation, and the statue of Christ the Redeemer, symbol of redemption, appear harmoniously, as if the monument could be understood almost as an extension of the mountain. The Christ of Corcovado is aesthetically beautiful and so full of meaning that it mixes with that famous view of nature by which the title wonderful city is confirmed. Originally conceived in the 19th century, the purpose of the monument was to communicate the heart of the Christian message in a universal language. After its inauguration in October 1931, the monument transcended the religious sphere, also representing the Brazilian culture to the world. In Occtober 2006, Mount Corcovado’s plateau was recognized as a Catholic sanctuary, a place of prayer and encounter, where people can be in harmony with God, with nature and with others. This thesis aims to translate the symbolism of the Sanctuary Christ the Redeemer into theological language, in the light of the encyclical letter Laudato Si and of integral ecology, to evangelize the culture, rich in its diverse manifestations, among which is presented the Corcovado monument itself, in the face of the challenges generated by the globalizing, consumerist and disposal mentality. In the first chapter we approach the Theology of the History of the Sanctuary Christ the Redeemer, seeking to draw, in the 520 years of history of the Church in Brazil, the lights to understand the origins of the social and environmental crisis, in the colonial period, in the Empire and in the Republic, reaching to the present day. In the second chapter, we present the christology and the soteriology of the encyclical letter Laudato Si’ approaching creation, incarnation and redemption in an integral and interdependent way. Finally, in the third chapter, we study the ecotheology of the Sanctuary Christ the Redeemer from its fundamental symbolism, the Cross, the Ressurrection, the Sacred Heart of Jesus, the Eucharist and Our Lady of Aparecida, in order to seek answers to our propositions. The resulting ecotheology from this research presents creation, incarnation and redemption in a legitimate and original interdependent relationship, through the symbolism of the mountain and of the statue of Christ the Redeemer, demonstrating that the entire ecosystem, and not just the human being, participates in the divine salvific project.
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DEVELOPMENT OF SCRATCH RESISTANT PECVD SILICA-LIKE FILMS

CHAKRAVARTY, SRINIVAS L.N. January 2000 (has links)
No description available.
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Etude de la croisssance CVD des films minces de 3C-SiC et élaboration du cantilever AFM en 3C-SiC avec pointe Si intégrée / Study of the CVD growth of 3C-SiC thin films and fabrication of 3C-SiC based AFM centilever with integrated Si type

Jiao, Sai 12 November 2012 (has links)
Parmi les polytypes les plus connus du carbure de silicium (SiC), le polytype cubique (3C-SiC), est le seul qui peut croitre sur des substrats silicium. L’hétérostructure 3C-SiC/Si est intéressante non seulement pour son faible coût de production mais aussi pour la conception de Systèmes Micro-Electro-Mécaniques (« MEMS »). La valeur élevée du module de Young du 3C-SiC, comparé à celui du silicium, permettrait à des cantilevers submicroniques, fabriqués à partir de films minces de 3C-SiC, de vibrer à ultra-hautes fréquences (>100MHz). Cette haute fréquence de résonance est la clé pour obtenir un système AFM non-contact ultra-sensible et rapide. Cependant, il n’existe pas de cantilever en SiC disponible sur le marché en raison de la difficulté à élaborer des films minces de 3C-SiC de bonne qualité, la technique de synthèse la plus utilisée étant le Dépôt Chimique en phase Vapeur (CVD). La raison première de cette difficulté à obtenir un matériau de bonne qualité réside essentiellement dans l’important désaccord de maille et la différence de dilatation thermique entre le 3C-SiC et Si qui génèrent des défauts cristallins à l’interface et jusqu’à la surface du film de 3C-SiC, la zone la plus défectueuse se localisant auprès de l’interface……. / Among aIl the well known polytypes ofihe silicon carbide (SiC), the cubic polytype (3C-SiC) is the only one that min be grown on silicon substrates. This heterostructure 3C SiC/Si ta interesting not only for its low production cost but also for the design of tise Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS). The high value ofthe Young’s modulis the 3C-SiC, compared to the silicon, allows submicronic cantilevers, fabrmcated from tIse 3C-SiC thin filins, to resonate at ultra-high frequency (>100MHz). The high resonant frequency is the key to obtain s fast, ultra-sensitive non-contact AFM systein.However, there isn’t any SiC cantilevers available on the market because of the difficulty to elaborate gond quality 3C-SiC thin films, with tIse Chemical Vapor Deposition (CVD) technique being tIse most frequently used synthesis technology. Tise first reason of tIse difficulty with the CVD technology to obtain gond quality thin film rests essentially in the important lattice mismatch and the difference in thermal expansion coefficient existing between 3C SiC and Si which generate crystalline defects at the interface and propagating tilI the 3C-SiC filin surface, with the inost defective zone localizing near the interface…….
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High cycle fatigue properties of extruded 6060-T6, 6063-T6 and 6082-T6 : Influence of die lines and microstructure on fatigue in flat extruded aluminum profiles

Robert, Sundström January 2018 (has links)
Aluminum alloys are of great importance in the automotive and truck industries due to the weight savings that they can help to achieve. However, the use of such alloys in applications where they are subjected to alternating stresses requires knowledge about their fatigue behavior. Moreover, extrusion induces a strong texture and microstructural heterogeneity in the material and gives a surface with long grooves parallel to the extrusion direction (ED), so-called die lines. This anisotropy in surface conditions and microstructure may affect the fatigue properties. To investigate how die lines and microstructure affects fatigue in aluminum, the high cycle fatigue properties cycles of three peak-aged AlMgSi alloys were evaluated. Flat profiles of 6060-T6, 6063-T6 and 6082-T6 were tested in uniaxial stress (R = 0.1) in a servo-hydraulic fatigue testing machine with a constant stress amplitude. Two specimen types were tested for 6063 and 6082: one with the ED parallel to the loading direction (longitudinal), and one with the ED perpendicular to it (transverse). It was found that both 6063 and 6082 displayed anisotropy in fatigue lives, with the longitudinal orientation performing better. The anisotropy was far stronger in 6082 than in 6063. Furthermore, 6060 longitudinal displayed higher fatigue strength than 6063 longitudinal at higher stress amplitudes, but lower fatigue strength at lower amplitudes. Metallographic investigations with SEM indicated that grain boundaries of the surface-layer grains were involved in the initiation of the fatigue crack. Intergranular crack propagation and separation was observed on the fracture surfaces, especially in the surface layer. The extruded surfaces also showed evidence of intergranular crack propagation. The exact sites of crack initiation could not be found so it could not be proven conclusively that die lines were sites of crack initiation in transverse specimens, but there were some indications from metallographic and macrofractographic investigations that this was the case. / Aluminiumlegeringar används mycket i bilindustrin på grund av de viktbesparingar som kan åstadkommas. Användandet av sådana legeringar i tillämpningar där det utsätts för cykliska laster kräver dock kunskap om deras utmattningsbeteende. Dessutom skapar extrusionsprocessen en stark textur och heterogenitet i mikrostrukturen och resulterar i en yta med fina fåror parallella med pressriktningen, s.k. die lines. Anisotropin i ytbeskaffningen och mikrostrukturen kan påverka utmattningshållfastheten. För att undersöka hur die lines och mikrostruktur påverkar utmattningen i aluminium testades högcykelutmattningsegenskaperna hos tre toppåldrade AlMgSi legeringar. Platta profiler av 6060-T6, 6063-T6 och 6082-T6 testades i enaxlig dragspänning (R = 0.1) i en servohydraulisk utmattningsmaskin med konstant lastamplitud. Två sorters provstavar testade av 6082 och 6063: en med pressriktningen parallell med lastriktningen (längsriktning) och en med pressriktningen vinkelrät mot lastriktningen (tvärriktning). Både 6063 och 6082 uppvisade olika utmattningsliv beroende på pressriktningens orientering mot lastriktningen, där längsriktningen hade längre utmattningsliv för båda legeringarna. Anisotropin var mycket starkare in 6082 än 6063. Dessutom uppvisade 6060 i längsriktningen högre utmattningsstyrka än 6063 vid höga lastamplituder, men lägre utmattningsstyrka vid lägre lastamplituder. Metallografiska undersökningar med SEM indikerade att korngränser i ytlagret var involverade i sprickinitieringen. Spricktillväxt i och separation av korngränser observerades på brottytorna, speciellt i ytlagret. Den extruderade ytan visade också bevis för interkristallin spricktillväxt. De exakta platserna för sprickinitering kunde inte hittas så det kunde inte entydigt bevisas att sprickinitieringen skedde i die lines i provstavar med pressriktningen vinkelrät mot lastriktningen, men i metallografiska och fraktografiska undersökningar fanns vissa indikationer att så var fallet.
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Défauts et diffusion dans le silicium amorphe

Diop, Ousseynou 08 1900 (has links)
Nous avons observé une augmentation ‘’transient’’du taux de cristallisation interfacique de l’a-Si lorsqu’on réimplante du Si à proximité de l’interface amorphe/cristal. Après amorphisation et traitement thermique à 650°C pendant 5s de la couche a-Si crée par implantation ionique, une partie a été réimplantée. Les défauts produits par auto-réimplantation à 0.7MeV se trouvent à (302±9) nm de l’interface initiale. Cela nous a permis d’étudier d’avantage la variation initiale de la vitesse SPE (Épitaxie en phase solide). Avec des recuit identiques de 4h à 500°C, nous avons déterminé les positions successives des interfaces et en déduit les taux de cristallisation SPE. La cristallisation débute à l’interface et continue graduellement vers la surface. Après le premier recuit, (252±11) nm s’est recristallisé dans la zone réimplantée soit un avancement SPE de 1.26x10^18at./cm2. Cette valeur est environ 1.50 fois plus importante que celle dans l’état relaxé. Nous suggérons que la présence de défauts à proximité de l’interface a stimulé la vitesse initiale. Avec le nombre de recuit, l’écart entre les vitesses diminue, les deux régions se cristallisent presque à la même vitesse. Les mesures Raman prises avant le SPE et après chaque recuit ont permis de quantifier l’état de relaxation de l’a-Si et le transfert de l’état dé-relaxé à relaxé. / We observed a ‘’transient’’ increase of planar crystallization rate of a-Si when one reimplanted Si near the interface amorphous / crystal. After amorphization and heat treatment at 650°C for 5s, one part has been re-implanted. The defects produced at 0.7 MeV by self-re-implantation are located at (302±9) nm of the initial interface. This allows us to better study the initial variation of SPE speed (solid phase epitaxy). With recrystallisation anneals at 500±4°C for 4h, we have determined the successive positions of the interfaces and have deduced the SPE recrystallization rate. Crystallization began at the interface and continues gradually to the surface. After the first annealing, (252±11)nm was recrystallized in the re-implanted state. That means 1.26x10^18at./cm2 SPE enhancement. This value is approximately 1.50 times greater than that in the relaxed state. We suggest that the presence of defects near the interface stimulate the speed. Raman measurements taken after each annealing allowed us to know the transfer of the un-relaxed state to the relaxed state. After the number of anneals treatments, both areas progress almost at the same speed / Dans ce travail nous avons étudié le phénomène de diffusion du cuivre et de l’argent dans a-Si en présence de l’hydrogène à la température de la pièce et de recuit. Une couche amorphe de 0.9μm d’épaisseur a été produite par implantation de 28Si+ à 500 keV sur le c-Si (100). Après celle-ci, on procède à l’implantation du Cu et de l’Ag. Un traitement thermique a produit une distribution uniforme des impuretés dans la couche amorphe et la relaxation de défauts substantiels. Certains défauts dans a-Si sont de type lacune peuvent agir comme des pièges pour la mobilité du Cu et de l’Ag. L’hydrogène implanté après traitement thermique sert à dé-piéger les impuretés métalliques dans certaines conditions. Nous n’avons détecté aucune diffusion à la température de la pièce au bout d’un an, par contre un an après à la température de recuit (1h à 450°C) on observe la diffusion de ces métaux. Ce qui impliquerait qu’à la température de la pièce, même si l’hydrogène a dé-piégé les métaux mais ces derniers n’ont pas pu franchir une barrière d’énergie nécessaire pour migrer dans le réseau. / In this work we studied the diffusion phenomenon of copper and silver in a-Si in the presence of hydrogen at room temperature and annealing temperature. The 0.9 μm -thick a-Si layers were formed by ion implantation 28Si + at 500 keV on c-Si (100). After this Cu ions and Ag ions were implanted at 90keV.The heat treatment produces a uniform distribution of impurities in the amorphous layer and the relaxation of substantial defects. Vacancies defects in a-Si can act as traps for the mobility of Cu and Ag. Hydrogen implanted is used to de-trap metal impurities such as Cu and Ag. However we did not detect any diffusion at room temperature during 1 year, but after one year at the annealing temperature (450°C for 1h) we observe the distribution of these metals. Implying that the room at temperature, although the hydrogen de-trapping metals but they could not crossed an energy barrier required to migrate in the network.

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