Matériaux ultra minces autoportés – terrain de jeu pour de nouveaux croisements entre mécanique et physique de l’état solide

Pardoen, Thomas
(2020) Conférence-débat: Plasticité, rupture et nano-matériaux: interactions entre physique et mécanique — Location: Académie des Sciences, Institut de France, Paris (25.February.2020)

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Les techniques de micro- et nano-fabrication dérivées de la microélectronique permettent l’élaboration de films suspendus d’épaisseur nanométrique intégrés directement dans des structures d’essai mécanique inspirées de microsystèmes électromécaniques (MEMS). Ces techniques mènent d’abord à la mesure délicate de propriétés mécaniques aux échelles les plus fines et mettent en évidence une panoplie d’effets de taille liés à des phénomènes souvent absents aux échelles supérieures. Parfois, les propriétés théoriques prédites par calcul ab-initio pour des matériaux parfaits sont atteintes expérimentalement. Ces approches permettent aussi, dans des matériaux quasi idéaux – monocristaux, polycristaux avec un grain sur l’épaisseur et une texture parfaite, amorphes avec ordre local contrôlé – d’étudier les mécanismes physiques fondamentaux de déformation et rupture. En particulier, ces dispositifs sont aisément étendus à des essais in situ au sein de microscopes électroniques en transmission, ce compris avec la prise en compte d’effets de température et d’environnement. Enfin, des couches minces sous hautes contraintes mécaniques montrent des phénomènes couplés comme la piézorésistance ou la flexoélectricité. Des progrès récents au niveau de ce domaine seront décrits et révéleront un terrain de jeu fascinant pour croiser physique et mécanique.
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Pardoen, T. (2020). Matériaux ultra minces autoportés – terrain de jeu pour de nouveaux croisements entre mécanique et physique de l’état solide. Conférence-débat: Plasticité, rupture et nano-matériaux: interactions entre physique et mécanique, Académie des Sciences, Institut de France, Paris. https://hdl.handle.net/2078.5/114821