Etude de capacités en couches minces à base d'oxydes métalliques ...

tel-00141132, version 1 - 11 Apr 2007
Chapitre 5 : Influence du procédé d’élaboration des capacités sur leurs performances
Afin de calculer la taille des grains de STO et d’observer un éventuel décalage de pic, un
profil de diffraction en mode 2θ-scan (mode présenté en annexe 7) a été réalisé sur le pic
STO110 pour chaque échantillon. Ces profils sont présentés en Figure 5-22. Ce pic est l’un
des seuls pics où l’on ne voit que le STO. En effet, le Pt et le STO ont des paramètres de
mailles très proches et il existe peu de pics du STO décorrélés des pics du Pt.
Les profils de diffraction en mode 2θ-scan montrent un décalage du pic STO110 vers les
petits angles dans le cas de la plaque P18, ce qui pourrait signifier que le paramètre de maille
hors plan du STO sur la plaque P18 est plus grand que celui des deux autres plaques. Si on
applique les propriétés standards d’élasticité, le paramètre dans le plan de la plaque P18
devrait être plus petit que pour les deux autres plaques. Dans le cas de la plaque P18, le STO
est peut-être plus contraint. Or une étude récente [9] a montré qu’il était possible d’induire un
phénomène de ferroélectricité à température ambiante en appliquant des contraintes à une
couche de STO et ainsi d’augmenter sa constante diélectrique. L’augmentation des contraintes
dans la couche de STO de la plaque P18 peut donc être à l’origine de l’augmentation de la
constante diélectrique.
La taille des grains est calculée d’après la formule de Scherrer connaissant la largeur à mi-
hauteur du pic de diffraction considéré :
0,
9λ
=
FWHM ⋅ cosθ
D Équation 5-7
Où D est le diamètre des grains, λ, la longueur d’onde du faisceau incident (ici la raie Kα du
cuivre λ = 1,54 Å), θ, l’angle d’incidence des rayons X par rapport à la surface de
l’échantillon et FWHM, la largeur à mi-hauteur du pic (Full Width at Half Maximum en
anglais).
Notons que cette largeur à mi-hauteur peut dépendre de deux facteurs : la taille des cristallites
et/ou un gradient de contraintes dans le matériau. Nous avons choisi ici de l’interpréter par la
taille des grains.
On observe que la taille de grain diffère également selon les échantillons. La plaque P18
présente une taille de grain bien plus élevée que les plaques P17 et P19 (DP17 et
DP19 ∼ 2/3 DP18).
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