Matrice de pyrocarbone : propriétés, structure et anisotropie optique

A new classification of pyrocarbons is developed, which makes it possible to account for the differences in properties characterizing these materials, based on textural and structural considerations. To obtain this new classification diagram, the classic characterization techniques of texture anisotropy (DEAS, Extinction Angle) are improved and a new way of quantifying it is proposed: the Raman anisotropy factor RA. But, on its own, texture anisotropy proves to be insufficient to differentiate pyrocarbons. Raman spectroscopy, and in particular band enlargement (FWHMD), was then necessary to describe the structural defects of the pyrocarbon network. A 'structure/texture' diagram; (FWHMD=f(OA, Ae or RA)) is constructed and all known pyrocarbons are distributed within it. Remarkably, regenerated Laminar pyrocarbon is for the first time clearly differentiated from rough kelp by objective criteria. In addition, the classification is consistent with the chemical mechanisms of pyrocarbon formation, and shows the transitions between the different modes of deposition (homogeneous or heterogeneous growth). Finally, the two dimensions of the diagram make it possible to successfully explain the differences in properties (optical, electronic, vibrational, elastic and thermal) observed between pyrocarbons. Spectrophotometry in the visible, Raman resonance phenomena applied to pyrocarbons, angularly resolved EELS, plasmon energies, nano-indentations are all techniques used to explain the behavior of materials.Une nouvelle classification des pyrocarbones est développée, qui permet de rendre compte des différences de propriétés caractérisant ces matériaux, sur la base de considérations texturales et structurales. Pour obtenir ce nouveau diagramme de classification, les techniques de caractérisation classiques de l'anisotropie de texture (DEAS, Angle d'extinction) sont améliorées et une nouvelle manière de la quantifier est proposée : le facteur d'anisotropie Raman RA. Mais, à elle seule, l'anisotropie de texture s'avère être insuffisante pour différencier les pyrocarbones. La spectroscopie Raman, et en particulier l'élargissement des bandes (FWHMD), s'est alors imposée pour décrire les défauts structuraux du réseau des pyrocarbones. Un diagramme 'structure/texture'; (FWHMD=f(OA, Ae ou RA)) est construit et l'ensemble des pyrocarbones connus se répartissent en son sein. Fait remarquable, le pyrocarbone Laminaire régénéré est pour la première fois clairement différencié du Laminaire rugueux par des critères objectifs. De plus, la classification est cohérente vis-à-vis des mécanismes chimiques de formation des pyrocarbones, et fait apparaître les transitions entre les différents modes de dépôts (croissance homogène ou hétérogène). Enfin, les deux dimensions du diagramme permettent d'expliquer avec succès les différences de propriétés (optiques, électroniques, vibrationnelles, élastiques et thermiques) observées entre les pyrocarbones. Spectrophotométrie dans le visible, phénomènes de résonance en Raman appliqués aux pyrocarbones, EELS résolus angulairement, énergies plasmons, nano-indentations sont autant de techniques utilisées pour expliciter le comportement des matériaux