Transport de nanoparticules dans un plasma de décharge magnétron

Ce travail de thèse expérimentale porte sur le transport de nanoparticules de tungstène dans un plasma de décharge magnétron à 0.3 mbar d’argon et pour un courant de décharge continue égal à 0.3 A et 0.5 A. Le plasma est crée entre une cathode de tungstène polarisée négativement et un anneau de garde en acier inoxydable à la masse, placé autour. Le but de cette étude est d’établir les forces appliquées sur une nanoparticule sphérique de rayon égal à 10 nm, isolée. La configuration magnétique bidimensionnelle de la décharge a été établie en utilisant une sonde à effet Hall. Les cartographies bidimensionnelles des paramètres plasma ont été établies en utilisant une sonde de Langmuir cylindrique. Les forces qui régissent le mouvement de la nanoparticule chargée négativement au sein du plasma sont : la force de gravité, la force électrique qui agit sur la nanoparticule par l’intermédiaire du champ électrique du plasma; deux forces d’entrainement ionique, la première est due à la collection des ions positifs par la nanoparticule et la deuxième est due à leur diffusion Coulombienne; et la force de thermophorèse due au gradient de température des atomes d’argon. Cette température a été mesurée en utilisant le diagnostic de Fluorescence Induite par Laser. Les forces appliquées ont été calculées en utilisant les paramètres plasma mesurés. Le calcul montre que la force électrique et la force de diffusion Coulombienne pourront piéger la nanoparticule dans une région limitée du plasma. Dans le cas où la nanoparticule traverse ce piège, elle sera transportée vers les régions les plus froides du plasma sous l’action de la force de thermophorèse