films minces POUR la détection des ondes gravitationnelles
Membres permanents: Gianpietro Cagnoli (Pr),
Doctorant: Paul Dabadie
Une des thématiques de l’équipe SOPRANO concerne les miroirs du projet européen VIRGO dont l’objectif est de détecter les ondes gravitationnelles (OG). Ce travail se déroule en étroite collaboration avec le Laboratoire des Matériaux Avancés (LMA) qui est en charge de la synthèse de ces miroirs. Ce sont des miroirs de Bragg constitués de plusieurs films minces amorphes (alternativement SiO2 et Ta2O5 dopé TiO2) déposés par pulvérisation par faisceau d’ions. Le facteur limitant majoritairement la détection des OG est le bruit thermique, directement corrélé aux pertes mécaniques, généré dans ces films. Il est donc nécessaire de réaliser des matériaux ayant de très faibles pertes mécaniques. La silice fondue est réputée pour présenter à température ambiante, des pertes 103 fois plus basses que la silice synthétisée par dépôt physique. Néanmoins, à des températures proches de 50 Kelvins, les pertes sont du même ordre de grandeur pour ces deux matériaux. A ce jour, la raison de ce très bas bruit thermique à température ambiante reste incomprise. En effet, même si nous savons que l’origine des pertes mécaniques est liée aux mécanismes de relaxation structurale, ces mécanismes sont à ce jour, inconnus. Notre étude consiste donc à détecter ces mécanismes de relaxations et déterminer leur dynamique. Nous cherchons donc à établir des liens entre la structure des films minces et les pertes mécaniques. Les spectroscopies vibrationnelles Raman et Brillouin sont utilisées pour étudier la structure de ces couches minces. En ce qui concerne la silice déposée, les signatures spectroscopiques sont caractéristiques d’une silice plus dense qu’une silice fondue. Quant aux pertes mécaniques, les premiers résultats ont montré qu’elles sont corrélées à la proportion des cycles à trois tétraèdres.
