Zinc oxide growth and its interfaces with metals observed by photoemission
Thin films are a common way to add functionality to flat glass. In a wide range of commercial products for building materials and automotive industry, thermal insulation is improved by the deposition of a continuous nanometric film of Ag which is thin enough to ensure optical transparency but thick enough to reflect infra-red light. The low-emissive coatings consist of complex stacks of thin films deposited at the industrial scale by magnetron sputtering on window-sized glass plates. Dewetting or delamination may impact the performance and lifetime of the product due to a poor adhesion of Ag. Therefore, Ag is sandwiched in between ZnO{0001}-textured films which turned out to be the best candidate to improve Ag crystallization and adhesion. Blocker layers of transition metals, such as titanium, are also added at the interface. In this industrial context, the present thesis focused on several fundamental aspects of metal/ZnO interfaces by combining surface science approaches on single crystals and model sputtered films. Several original measurement strategies and model systems have been employed to tackle the questions of: (i) the Ag/ZnO electrical contact, (ii) the control of the polarity of sputtered ZnO films on amorphous substrates, and (iii) the evolution of the chemistry of buried Ti/ZnO interface during thermal treatment.
Les films minces sont couramment employĂ©s pour apporter de nouvelles fonctionnalitĂ©s au verre plat. Dans une grande gamme de produits industriels pour le bâtiment et l’automobile, l’isolation thermique est amĂ©liorĂ©e par le dĂ©pĂ´t de films nanomĂ©triques d’Ag qui sont suffisamment minces pour la transparence optique mais suffisamment Ă©pais pour reflĂ©ter l’infrarouge. Ces revĂŞtements bas-emissifs sont des empilements complexes de films minces qui sont dĂ©posĂ©s Ă l’Ă©chelle industrielle par pulvĂ©risation cathodique sur les panneaux de verre. Le dĂ©mouillage ou la dĂ©lamination peuvent rĂ©duire la performance optique et la durabilitĂ© du produit en raison de l’adhĂ©sion mĂ©diocre entre l’Ag et les couches adjacentes. Le film d’Ag est par consĂ©quent pris en sandwich entre des couches texturĂ©es {0001} de ZnO qui se trouve ĂŞtre le meilleur candidat pour amĂ©liorer la cristallisation et l’adhĂ©sion. Des couches dites bloqueurs de mĂ©taux de transition tels que le Ti sont Ă©galement ajoutĂ©es Ă l’interface. Dans ce cadre industriel, cette thèse s’est penchĂ©e sur divers aspects fondamentaux des interfaces mĂ©taux/ZnO en combinant des approches de science des surfaces sur des monocristaux et des films pulvĂ©risĂ©s. Plusieurs stratĂ©gies de mesure et systèmes modèles ont Ă©tĂ© employĂ©s pour aborder les questions du contact Ă©lectrique Ă l’interface Ag/ZnO, du contrĂ´le de la polaritĂ© dans les films pulvĂ©risĂ©s de ZnO et de l’Ă©volution de la chimie Ă une interface enterrĂ©e Ti/ZnO lors d’un traitement thermique.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01666148/file/2017PA066192.pdf