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Instrumentation pour la mesure diélectrique locale de films polymériques chargés de nanoparticules

Date
mer 25 jan 2023
Horaires

10 heures

Intervenant(s)

Soutenance de M. FERRERO Baptiste sous la direction de M. BELLON Ludovic

Langue(s) des interventions

Description générale

La dispersion d’oxydes métalliques au sein d’une matrice polymère permet de décupler la permittivité diélectrique de cette dernière tout en conservant ses propriétés mécaniques. Une compréhension fine des interactions entre les constituants est néanmoins nécessaire pour maîtriser la formulation et l’optimisation du matériau composite final.

Cette thèse porte sur la création d’un instrument permettant la caractérisation à l’échelle des nanoparticules de la réponse du matériau : un microscope à force atomique (AFM) pour réaliser une spectroscopie diélectrique locale. Cette méthode donnera accès à la dynamique microscopique des chaînes polymères en interaction avec les particules. L’instrument développé se distingue par sa grande précision, liée à une détection interférométrique de la déflexion de la sonde AFM et à un environnement très faible bruit, combinant cage de Faraday, chambre sourde et isolation des vibrations mécaniques. Une chambre à vide et un contrôle de température parachèvent la maîtrise des conditions de mesure.

Pour caractériser la précision et la fiabilité de la mesure interférométrique, une étude poussée des imperfections optiques est réalisée. Une méthode de calibration innovante permettant de passer outres ces imperfections est proposée. Elle améliore notablement la linéarité de la mesure par rapport aux méthodes traditionnelles des interféromètres à quadrature de phase.
Pour finir, une preuve de principe de la mesure diélectrique locale est réalisée sur un échantillon de PvdF-HFP chargé de particules de BaTiO3. Elle démontre le potentiel de la méthode pour la cartographie des propriétés diélectriques à l’échelle de particules de 50 nm de diamètre.
 

Gratuit
Mots clés
Disciplines