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

tel-00141132, version 1 - 11 Apr 2007
Chapitre 3 : Etude de capacités MIM à base de STO et BTO
Source
rayons X
Diffraction en incidence rasante
Faisceau X
Cercle de déplacement
du compteur X
Normale
à l ’échantillon
Echantillon
θ
2θ
Compteur
rayons X
Figure 3-1 : Schéma de fonctionnement d’un diffractomètre X.
Dans le cas d’une mesure de diffraction X classique, l’angle d’incidence du faisceau sur la
surface est de quelques dizaines de degrés. Pour la longueur d’onde (λ) de la raie Kα du
cuivre et pour un échantillon de silicium, la pénétration (τ) du faisceau dans le solide est de
l’ordre de 50 µm. Si l’on diminue θ, τ diminue en sinθ, jusqu’à ce que l’on atteigne des
angles de quelques dixièmes de degrés. L’indice du solide pour les rayons X étant inférieur à
1, la loi de Descartes (sin(i) = n.sin(r)) n’est alors plus vérifiée. L’onde incidente est donc
totalement réfléchie, et l’onde transmise dans le matériau est évanescente, c’est-à-dire que son
intensité diminue très rapidement. Il y a toujours des phénomènes de diffraction et de
fluorescence, mais sensibles uniquement à la couche irradiée, soit sur quelques nanomètres.
Dans le cas de la diffraction X en incidence rasante le faisceau arrive sur l’échantillon avec un
angle inférieur à 1°. Cette technique est complémentaire de la diffraction en mode θ-2θ pour
identifier, par exemple, des phases interfaciales.
1.4.4. La spectroscopie d’ions rétrodiffusés (RBS)
La spectroscopie des ions rétrodiffusés (ou RBS pour Rutherford Backscattering
Spectroscopy) est basée sur l’étude de l’énergie des ions rétrodiffusés.
Un faisceau d’ions 4 He + monochromatique d’énergie de quelques MeV bombarde la surface
d’un échantillon. Une partie des ions est alors rétrodiffusée par les atomes situés sur et sous la
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