solgel

1. Caractérisation par spectroscopie
IR d'un matériau hybride sol-gel
utilisé pour la fabrication de
dispositifs photoniques 1
1. Reference:Journal of Non-Crystalline Solids 354 (2008) 651–658

2. Plan
 Introduction.
 Position du problème.
 Méthode de travail.
 Partie expérimentale.
 Résultats et Discussion.
 Conclusion.

3. Introduction

4. 1. 𝐒𝐢𝐥𝐢𝐜𝐚𝐭𝐞𝐬𝟐
2. Reference: https://byjus.com/chemistry/silicate/
Les silicates sont des minéraux contenant du silicium et de l'oxygène dans des unités tétraédriques,
sont liées entre elles selon plusieurs modèles. Environ 95 % de la croûte terrestre est composée de
minéraux silicatés, d’argiles aluminosilicates ou de silice.
Les silicates sont extrêmement importants car les industries du ciment, de la céramique et du
verre se basent sur leur composition chimique. Les procédés d'extraction métallurgique
produisent souvent des silicates sous forme de déchets ou de scories, soit parce que les
minéraux sont des silicates

5. 2. les silicates modifiés organiquement [𝑹𝑿𝐒𝐢(𝐎𝐑)𝟒𝐱]
préparés par sol-gel
Sont devenus particulièrement intéressants pour la fabrication de l'optique
intégrée.
Une composition à base de MAPTMS (3-(triméthoxysilyl)
propylméthacrylate) a déjà permis la fabrication industrielle de dispositifs
optiques intégrés.
la polymérisation du réseau organique est typique d'un durcissement par
radicaux libres.
Ce matériau est le plus avancé et le plus industrialisé

6. Un processus de polymérisation en deux étapes:
1
• Un réseau minéral peut être fabriqué
par polycondensation de la partie sol-
gel du précurseur (-Si(OR)3)
2
• Un réseau organique peut également
être créé par photo polymérisation
UV d'un groupe double liaison
carbonée du précurseur (R0-).

7. Position du problème

8. Sa composition présente certains
inconvénients qui peuvent compliquer
ou interdire la fabrication d'OCI
spécifiques
Exemples:
Des propriétés mécaniques faibles
Une mauvaise adhérence sur le silicium et même sur le verre
Des pertes de propagation trop élevées à 1550 nm
Des contraintes internes importantes après durcissement aux UV.

9. Méthode de travail

10. Nous essayons d'obtenir des guides d'ondes avec un autre précurseur
hybride [2-(3,4-époxycyclohexyléthyltriméthoxysilane)] par
polymérisation cationique.
Avantage de la polymérisation cationique est sa capacité à permettre une
réaction de durcissement spontanée en présence d'oxygène
Les pertes importantes de propagation de la lumière à 1550 nm sont
principalement dues à la présence de groupes OH provenant du
processus sol-gel à basse température.
l'amélioration des propriétés finales de ce matériau est corrélée à
l'inhibition de la concentration des groupes OH.

11. Partie expérimentale

12. 1. Construction du guide d'onde 3D

13. 2. Précurseurs
Pureté 97 %

14. Partie organique
Réactive est un cycle époxy

16. Partie inorganique
Réactive est due aux groupements méthoxy
améliorée par catalyse acide.
se produisent beaucoup plus rapidement en catalyse basique.

17. Préparation du sol

18. Spectroscopie infrarouge
Des expériences IR
échantillon liquide
(cellule de 10 mm d'épaisseur)
échantillon solide
comprendre le
comportement du matériau
POUR
Région proche infrarouge Région infrarouge moyen

19. Résultats
et
Discussion

20. 1. Région proche infrarouge

21. 2. Infrarouge moyen

26. Conclusion

27. Ce résultat, n'a pas permis d'obtenir des atténuations
raisonnables pour l'utilisation de ce matériau en optique
intégrée à1550 milles marins. Les pertes intrinsèques sont
encore trop élevées (environ16 dB/cm)
il reste intéressant pour application à 1310
nm car les pertes intrinsèques sont de
l'ordre de1,8 dB/cm