Etude de capacités en couches minces à base d'oxydes métalliques ...
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tel-00141132, version 1 - 11 Apr 2007<br />
Chapitre 4 : Li<strong>en</strong> <strong>en</strong>tre structure cristallographique et propriétés électriques<br />
Notons que les coeffici<strong>en</strong>ts <strong>de</strong> dilatation thermique du Pt et du BTO sont similaires :<br />
9 ppm/K pour le Pt [12] et 9,6 ppm/K pour le BTO [13]. Ainsi, <strong>en</strong> première approximation,<br />
les paramètres <strong>de</strong> maille peuv<strong>en</strong>t être comparés <strong>à</strong> température ambiante bi<strong>en</strong> que la<br />
température <strong>de</strong> croissance soit <strong>de</strong> 650°C (température <strong>de</strong> cristallisation du BTO) car les<br />
dilatations du Pt et du BTO vont être proches lors du changem<strong>en</strong>t <strong>de</strong> température.<br />
La Figure 4-21-a montre le BTO non contraint sur le Pt alors que la Figure 4-21-b montre le<br />
BTO contraint afin <strong>de</strong> correspondre <strong>à</strong> la maille du Pt. Cette <strong>de</strong>rnière configuration implique<br />
une contrainte globale <strong>en</strong> t<strong>en</strong>sion dans le BTO. La différ<strong>en</strong>ce <strong>de</strong> paramètres <strong>de</strong> maille est<br />
assez importante, ce qui explique probablem<strong>en</strong>t le fait que cette ori<strong>en</strong>tation diminue lorsque<br />
l’épaisseur augm<strong>en</strong>te, jusqu’<strong>à</strong> <strong>de</strong>v<strong>en</strong>ir aléatoire.<br />
De plus, dans le cas <strong>de</strong> l’épitaxie, l’ori<strong>en</strong>tation est très influ<strong>en</strong>cée par l’énergie <strong>de</strong> surface.<br />
Dans cette étu<strong>de</strong>, comme l’ont montré Muralt et al. [14], BaO <strong>de</strong>vrait être l’espèce mise <strong>en</strong> jeu<br />
prés<strong>en</strong>tant l’énergie <strong>de</strong> surface la plus faible (0,65 N/m) comparée <strong>à</strong> celles du Pt (2,3 N/m) et<br />
du TiO2 (2 N/m). Cela implique que la première couche au-<strong>de</strong>ssus du Pt (111) est constituée<br />
<strong>de</strong> BaO comme supposé dans la Figure 4-21.<br />
Ainsi, les considérations prés<strong>en</strong>tées ici concernant la relation d’épitaxie et les énergies <strong>de</strong><br />
surface peuv<strong>en</strong>t expliquer l’ori<strong>en</strong>tation (100) du BTO sur le Pt (111).<br />
2.3.2. Analyse <strong>en</strong> température<br />
Une analyse précise <strong>de</strong> la famille <strong>de</strong> pic (100) sur l’échantillon <strong>de</strong> 100 nm <strong>de</strong> BTO n’a pas<br />
montré <strong>de</strong> séparation du pic. Si on considère que ce film <strong>de</strong> BTO est quasi épitaxié comme<br />
discuté précé<strong>de</strong>mm<strong>en</strong>t, il est donc mono-domaine. Il peut être intéressant <strong>de</strong> discuter<br />
l’ori<strong>en</strong>tation <strong>de</strong> ce domaine.<br />
La Figure 4-22 montre l’évolution du paramètre <strong>de</strong> maille hors plan du BTO a3 <strong>en</strong> fonction <strong>de</strong><br />
la température d’analyse. Ce paramètre augm<strong>en</strong>te avec la température quelle que soit la phase<br />
dans laquelle se trouve le BTO théoriquem<strong>en</strong>t. Néanmoins pour le BTO massif, dans la zone<br />
quadratique (T) <strong>en</strong>tre 260K et 390K, l’axe c diminue avec la température et l’axe a augm<strong>en</strong>te.<br />
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