Le monde des nanotechnologies est en plein essor et le nanotube de carbone(CNT), apparaît de nos jours, comme l’un des emblèmes de cet univers, qu’est l’infiniment petit. Sa structure unique, d’un diamètre de l’ordre du nanomètre et avec une longueur pouvant atteindre le millimètre, lui confère des propriétés électroniques, mécaniques, optiques, chimiques ou encore thermiques exceptionnelles, qui font émerger des applications prometteuses dans des domaines très variés.
Actuellement, il existe de nombreuses méthodes de synthèse d’un CNT (ablation laser, arc électrique, CVD etc.). De nombreuses recherches sont menées, afin de maîtriser différents paramètres, tels que leur vitesse de croissance, leur morphologie (diamètre, longueur), leur structure, leur propreté ou encore leur alignement. Un autre défi consiste à contrôler la vitesse de croissance des nanotubes sur des substrats spécifiques. De nombreuses études ont montré que les caractéristiques des CNTs formés, dépendaient à la fois de la nature du catalyseur, de l’atmosphère de synthèse mais également des caractéristiques physico-chimiques des substrats supports de leur croissance.
C’est dans ce contexte que se situe le travail présenté, avec pour objectif, de montrer l’influence d’une couche barrière de TaNx sur la croissance des nanotubes de carbone. Les nitrures de tantale sont principalement connus pour jouer le rôle de barrière de diffusion dans les contacts métal-semi conducteur pour les systèmes électroniques. Ils présentent, en outre de nombreuses propriétés et une grande variété de morphologie associée à la teneur en azote. Pour cette étude, plusieurs substrats de silicium recouverts d’un film d’épaisseur nanométrique de TaNx avec des concentrations en azote variables ont été réalisés puis caractérisés par DRX et XPS notamment. Des nanotubes de carbone ont ensuite été synthétisés par la méthode CCVD à partir d’un mélange toluène/ferrocène porté par un flux d’argon dans le réacteur à 850°C pendant 15min. L’évolution des tailles, morphologie et structure des nanotubes ont ensuite été analysés par MEB, MET et STEM. La croissance des CNTs est ainsi fortement modifiée par la présence de ces couches barrières avec notamment une forte diminution de la longueur des CNTs formés. Plusieurs paramètres semblant influencer les caractéristiques des nanotubes, notamment la concentration en azote dans le film, l’épaisseur de la couche barrière ou encore sa nanostructure seront discutés lors de cette présentation.
Stagiaire de l’ENSCPB dans le groupe EDNA