Étude et développement d’un dispositif de dépôt par centrifugation pour applications en synthèse de films minces nanostructurés

Abstract

Ce travail de fin d’études porte sur la conception, la simulation et la réalisation d’un système automatisé de revêtement par centrifugation (Spin-Coating) intégré à une unité de séchage thermique, destiné au dépôt contrôlé de couches minces sur substrats à des fins de recherche et d’enseignement. L’objectif principal consiste à proposer une solution économique, précise et fiable, constituant une alternative accessible aux systèmes commerciaux utilisés dans les laboratoires de nanotechnologie et les établissements d’enseignement supérieur. Le système développé repose sur un moteur à courant continu sans balais (BLDC), piloté par un contrôleur électronique de vitesse (ESC 50A) et commandé par un microcontrôleur Arduino Mega 2560 via des signaux PWM. L’interface utilisateur, composée d’un clavier matriciel 4×4 et d’un afficheur LCD 16×2 avec interface I2C, permet la programmation de jusqu’à quatre étapes de dépôt avec contrôle indépendant de la vitesse (100 à 5000 tr/min), de la durée et du taux d’accélération. Le module de séchage intégré assure une régulation thermique contrôlée grâce à un capteur NTC associé à un circuit TRIAC, avec gestion automatique du support d’échantillon par moteur à courant continu et fins de course. La simulation réalisée sous Proteus ISIS a permis de valider le fonctionnement global du système avant sa réalisation physique. Le prototype final, intégré dans un boîtier mécanique conçu et assemblé manuellement, est pleinement opérationnel et offre des performances comparables à celles des instruments commerciaux pour un coût nettement inférieur.