Design de nanocomposites Cu-Mo nanostructurés pour la prochaine génération de systèmes multi-matériaux – DEFROST

De nombreuses études sont dédiées aux multicouches métalliques nanométriques (NMMs) en raison de leurs propriétés exceptionnelles, liées aux métaux les constituant et au nombre d'interfaces. Ces systèmes sont des candidats potentiels pour servir de revêtements, de biocapteurs, de dispositifs plasmoniques, de cellules photovoltaïques ou de matériaux tolérants aux radiations.

L'objectif de ce projet est d'approfondir les connaissances sur les NMMs Cu/Mo. Ces systèmes, composés de métaux non miscibles, présentent des conductivités thermique et électrique élevées et un faible coefficient de dilatation thermique. Les propriétés peuvent être ajustées ("matériaux à la demande") en contrôlant le rapport Cu/Mo, l'épaisseur des couches et la texture du nanocomposite Cu/Mo. Ce sont des systèmes prometteurs pour de futurs dispositifs multi-matériaux (par ex. des dissipateurs thermiques). Les NMMs devraient conserver leur microstructure même s'ils sont chauffés à haute température. Or, ce n'est pas le cas. Le manque de stabilité des NMMs comme le Cu/W a été largement étudié d'un point de vue expérimental et procède en 3 étapes : grossissement des grains, élargissement des joints puis fractionnement des couches. Après chauffage, le système est constitué d’inclusions de Cu dans une matrice de Mo. Cette évolution résulte de l'énergie d'interface, des propriétés thermiques des composants et des contraintes dans le système. La cinétique de la dégradation reste une question ouverte pour comprendre les observations expérimentales. Pour aborder ce problème, nous réaliserons des simulations à différentes échelles de temps. La modélisation multi-échelle est obligatoire car les phénomènes à temps court et à temps long coexistent. La combinaison de la dynamique moléculaire, de l'approche quasi-particule et de l'apprentissage automatique à différentes échelles de temps fournira de nouvelles informations sur les mécanismes qui régissent la stabilité thermique des nanocomposites de Cu-Mo.