Prix Professeur René Wasserman 2015 – Christian Monachon

« Pour l’importance de sa contribution à la compréhension du transfert de chaleur à travers l’interface entre un métal et un diélectrique et notamment la mise en évidence expérimentale de l’importance de la force de liaison atomique à l’interface, qui lui a permis de proposer et mettre en œuvre des modifications ciblées pour augmenter le coefficient de transfert de chaleur à l’interface entre deux tels solides. »

Ce travail vise au développement de matériaux composites à matrice métallique contenant de la poudre de diamant, dont le but est d’allier la formabilité du métal avec la conductivité thermique élevée du diamant. En utilisant des diamants de 300 µm, de tels composites atteignent une conductivité thermique de 1000 W/mK.
Assurer l’usinabilité de ces matériaux requiert des diamants de taille <30 µm. Utiliser ces derniers diminue la conductivité thermique d’un composite diminue car chaque interface diamant/métal présente une résistance.
Ce travail a pour objectif de mesurer la conductance thermique d’interfaces à l’aide d’une technique appelée time domain thermoreflectance, et d’identifier quels paramètres améliorent cette conductance.
Le facteur le plus important est de contrôler la composition chimique de surface du diamant, qui permet un gain d’un facteur entre 2 et 20 en fonction du métal. Le type de métal est aussi déterminant : une différence d’un facteur 6 est observée entre une interface argent/diamant et un nickel/diamant. Intercaler une couche de nickel entre argent et diamant est donc un moyen efficace d’améliorer la conductance de cette interface technologiquement intéressante. Les conclusions permettent de prédire la limite supérieure des performances de ces composites, et peuvent être appliquées à d’autres couples métal/diélectrique.