Soutenance de thèse de Qingfeng LI

Ecole Doctorale
Physique et Sciences de la Matière
Spécialité
OPTIQUE, PHOTONIQUE ET TRAITEMENT D'IMAGE
établissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
Laser,Impression,Nanotechnologies,,
Keywords
Laser,Nanotechnology,Printing,,
Titre de thèse
Impression nanometrique par laser
Digital laser nanoprinting
Date
Mardi 15 Janvier 2019
Adresse
Luminy, 13009, Marseille
TBD
Jury
Directeur de these M. Philippe DELAPORTE Aix-Marseille University, CNRS, LP3 Laboratory, 13009 Marseille, France
Rapporteur M. Craig ARNOLD Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Princeton Institute for the Science and Technology of Materials, Princeton University, Princeton, New Jersey 08544, USA
Rapporteur M. Pere SERRA Departament de Física Aplicada i Òptica, Universitat de Barcelona, Martí i Franquès 1, E-08028 Barcelona, Spain
Examinateur Mme Maria DINESCU National Institute for Lasers, Plasma and Radiation Physics, 409 Atomistilor Street, PO Box MG-16, 077125 Magurele, Romania
Examinateur M. Marti DUOCASTELLA Nanophysics, Istituto Italiano di Tecnologia, Via Morego 30, 16063, Genoa, Italy
Examinateur M. Nicolas BONOD Institut Fresnel, CNRS, Aix-Marseille Université, Ecole Centrale Marseille Campus de Saint-Jérôme, 13013 Marseille, France
CoDirecteur de these M. David GROJO Aix-Marseille University, CNRS, LP3 Laboratory, 13009 Marseille, France
Examinateur Mme Anne-Patricia ALLONCLE Aix-Marseille University, CNRS, LP3 Laboratory, 13009 Marseille, France

Résumé de la thèse

Pour résoudre la limitation inhérente au transfert induit par laser (LIFT), une approche LIFT à double impulsion (DP-LIFT) a été développée dans cette thèse. Dans ce processus, une première irradiation par impulsions longues aide à créer un pool de métal fondu et une seconde impulsion ultra-brève induit le mouvement du fluide et initie le transfert par jets. Cette thèse fournit une étude expérimentale détaillée sur le processus DP-LIFT. L'influence des paramètres de double impulsion sur les phénomènes de projection a été soigneusement étudiée par diverses méthodes d'observation. Pour prédire les comportements de projection, un modèle équilibré en énergie a été utilisé. En modifiant davantage le diamètre du point laser QCW, des nanojets focalisés sont générés à partir d'un pool de fusion en vedette. Enfin, à partir d’un film donneur fixé en épaisseur, une gouttelette simple, sans débris, d’un diamètre de 670 nm à 6,0 µm a été imprimée avec une reproductibilité élevée. Des matrices 2,5 D sont imprimées pour démontrer le potentiel de l’impression 3D par micro-structures.

Thesis resume

To solve the inherent limitation of Laser-induced Forward Transfer (LIFT), a double pulse LIFT (DP-LIFT) approach has been developed in this thesis. In this process, a first long pulse irradiation helps to create a melted metal pool and a second ultrashort pulse induces the fluid motion and initiate the jetting transfer. This thesis provides a detailed experiment study on the DP-LIFT process. The influence of double pulse parameters on the jetting phenomena has been carefully studies by various observation methods. To predict the jetting behaviors, An energy balanced model has been used. By further varying the the QCW laser spot diameter, focused nanojets are generated from a featured melting pool. Finally, from a thickness fixed donor film, debris-free single droplet with diameters from 670 nm to 6.0 μm has been printed with high reproducibility. 2.5 D pillars matrix are printed to demonstrate the potential of 3D micro-structures printing.