HAL Id: jpa-00219874
https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00219874
Submitted on 1 Jan 1980
HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.
L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.
ETUDE PAR TOPOGRAPHIE AUX RAYONS X DU MOUVEMENT DE PAROIS MAGNETIQUES ET DE
LEURS JONCTIONS DANS DES ECHANTILLONS MONOCRISTALLINS DE FER-SILICIUM
J. Miltat
To cite this version:
J. Miltat. ETUDE PAR TOPOGRAPHIE AUX RAYONS X DU MOUVEMENT DE PAROIS MAG- NETIQUES ET DE LEURS JONCTIONS DANS DES ECHANTILLONS MONOCRISTALLINS DE FER-SILICIUM. Journal de Physique Colloques, 1980, 41 (C3), pp.C3-287-C3-288.
�10.1051/jphyscol:1980355�. �jpa-00219874�
CRYSTAL OPTICS FOR X-RAY SYNCHROTRON RADIATION Michael HART
Wheatstone Laboratory, King's College, London WC2R 2LS.
Sources of X-ray synchrotron r a d i a t i o n p r e s e n t oppor t u n i t i e s f o r many new developments i n s c i e n c e , e n g i n e e r i n g and medicine. The key f e a t u r e s of t h e s e s o u r c e s a r e by now w e l l known - t h e y a r e t u n e a b l e and have v e r y high i n t e n s i t y . I n a d d i t i o n , t h e s o u r c e s emit l i n e a r l y p o l a r i s e d "plane-waves" w i t h a divergence of o r d e r 10-4 i n t h e X-ray spectrurn.
That divergence i s i d e a l l y matched t o t h e accep- t a n c e a n g l e of Bragg r e f l e c t i n g p e r f e c t c r y s t a l s .
The f i r s t p a r t of t h i s t a l k w i l l o u t l i n e t h e p r o p e r t i e s of Bragg r e f l e c t i n g c r y s t a l s and w i l l i n d i c a t e t h e t e c h n o l o g i c a l developments of t h e l a s t few y e a r s which permit t h e i r u s e a s monochroma- t o r s ( l ) , p o l a r i z e r s (21, i n t e r f erometers and beam modulators. Some of t h e s e d e v i c e s , e s p e c i a l l y high r e s o l u t i o n monochromators, have been i n rou- t i n e u s e a t a l 1 of t h e world's synchrotron r a d i a - t i o n s o u r c e s f o r some time. N e v e r t h e l e s s , s i g n i f i - c a n t improvements i n t h e i r performance can s t i l l be made.
The second p a r t of t h i s t a l k w i l l be concerned w i t h f u t u r e p o s s i b i l i t i e s , some of which a r e a l - ready i n t h e development s t a g e . Topics w i l l i n c l u d e d i f f e r e n t i a l (wavelength) spectroscopy which might s o l v e some of t h e c u r r e n t .problems of f l u o r e s c e n c e EXAFS, d i f f e r e n t i a l srnall a n g l e s c a t t e r i n g which c a n provide small a n g l e s c a t t e r i n g d a t a element-by- element i n m u l t i p h a s e systems, a b s o r p t i o n microra- diography which could be achieved w i t h high speed and unprecedented c o n t r a s t i n m e t a l l u r g i c a l and g e o l o g i c a l samples and s t r o b o s c o p i c X-ray d i f f r a c - t i o n topography which i s a l r e a d y p r a c t i s e d a t Orsay.
(1) M. HART and A.R.D. RODRIGUES, J . Appl. C r y s t . 1 1 , 248-53 (1978).
(2) HART and A . R . D . RODRIGUES, P h i l . Mag., à p a r a î t r e (1979).
TOPOGRAPHIE EN ONDE PLANE : ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE DES IMAGES DE DISLOCATIONS D'INTER- FACE DANS L'HETEROJONCTION (Ga,Al) (As,P)/GaAs.
J . F . PETROFF, P. RIGLET, M. SAUVAGE
L a b o r a t o i r e d e M i n é r a l o g i e - C r i s t a l l o g r a p h i e , U n i v e r s i t é P. e t M. C u r i e , 4 p l a c e J u s s i e u , 75230 PARIS CEDEX. 05-France
LURE - C.N.R.S.-UPS-Bât.209C, A c c é l é r a t e u r l i n é a i r e 91405 Orday, France.
L'onde quasi-plane d é l i v r é e par un monochroma- t e u r à r é f l e x i o n m u l t i p l e spécialement conçu pour l e rayonnement synchrotron (1) a é t é u t i l i s é e pour o b t e n i r d e s images, en topographie par r é f l e - x i o n , d e s champs d e déformations a s s o c i é s aux d i s - l o c a t i o n s p r é s e n t e s à l ' i n t e r f a c e e n t r e une couche mince é p i t a x i é e d'une s o l u t i o n s o l i d e q u a t e r n a i r e : Ga0,7A10,3As0; 985P0,01 e t un s u b s t r a t b i n a i r e é p a i s d ' a r s é n i u r e d e g a l l i u m . Les images f o m é e s dans l a couche é p i t a x i é e d'une p a r t , dans l e sub- s t r a t d ' a u t r e p a r t montrent une grande v a r i é t é d e c o n t r a s t e s s u i v a n t l a v a l e u r d e l ' é c a r t à l ' i n - c i d e n c e de Bragg. Compte-tenu d e l a complexité d e l ' é t a t d e déformation du système, c e s c o n t r a s t e s n e peuvent pas ê t r e i n t e r p r é t é s d e f a ç o n immédiate.
C ' e s t pourquoi une méthode numérique d e s i m u l a t i o n d e s images dans l e c a s d e Bragg v a l a b l e a u s s i bien pour d e s c r i s t a u x minces que pour d e s c r i s t a u x
é p a i s e t basée s u r l e formalisme d e Takagi-Taupin a é t é développée (2).
La comparaison e n t r e image observée e t image simulée e s t t r è s s a t i s f a i s a n t e à quelques excep- t i o n s p r è s . Dans l e c a s du c r i s t a l é p a i s (subsrrrat) on observe l o i n du maximum d e s images t r è s f i n e s q u i s ' i n t e r p r è t e n t d e l a même manière que l e s images en f a i s c e a u f a i b l e observées par microsco- p i e é l e c t r o n i q u e .
Par c o n t r e dans l e c a s d e l a couche é p i t a x i é e , l e p r o f i l d e r é f l e x i o n p r é s e n t e d e s o s c i l l a t i o n s s e c o n d a i r e s c a r a c t é r i s t i q u e s d e s c r i s t a u x minces e t , m-me t r è s l o i n du maximum p y i n c i p a l l e s images p r é s e n t e n t une s t r u c t u r e complexe. La d i s t r i b u t i o n s p a t i a l e d e s maxima s e c o n d a i r e s e s t un i n d i c a t e u r t r è s s e n s i b l e de l a courbure d e s h é t é r o j o n c t i o n s e t d e v a r i a t i o n s l o c a l e s d ' é p a i s s e u r d e l a couche é p i t a x i é e .
( 1 ) H. HASHIZUME e t a l . , Jap. J . of ~ ~ p l i e d P h y s i c s , à p a r a î t r e (1 979).
(2) J . F . PETROFF, P. RIGLET e t M. SAUVAGE, à soumettre au P h i l o s o p h i c a l Magazine.
ETUDE PAR TOPOGRAPHIE AUX RAYONS X DU MOUVEMENT DE PAROIS MAGNETIQUES ET DE LEURS JONCTIONS DANS DES ECHANTILLONS MONOCRISTALLINS DE FER-SILICIUM J . MILTAT
Lab. Physique d e s S o l i d e s , Bât.510 e t Lab.LURE, Bât.209C, U n i v e r s i t é de Paris-Sud, 91405, Orsay.
Grâce aux s o u r c e s i n t e n s e s de rayons X ( 0 , s < X < 3 A) d i s p o n i b l e s a c t u e l l e m e n t
(rayonnement s y n c h r o t r o n ) , d e s e x p é r i e n c e s dyna- miques " i n s i t u " s o n t désormais p o s s i b l e s dans
l e domaine d e l a topographie aux rayons X . L'étude d u mouvement d e p a r o i s magnétiques e t d e l e u r s j o n c t i o n s dans d e s monocristaux f e r r o - m a g n é t o s t r i c t i f s c o n s t i t u e un exemple d e c e type d ' e x p é r i e n c e s . Dans l e c a s d ' é c h a n t i l l o n s soumis à d e s champs p é r i o d i q u e s d e t r è s f a i b l e fréquence
(0,Ol < f < 10 Hz) l a v i s u a l i s a t i o n d i r e c t e d e l a s t r u c t u r e magnétique en mouvement e s t p o s s i b l e g r â c e à un d é t e c t e u r v i d é o a p p r o p r i é . Dans l e c a s d e f r é q u e n c e s p l u s é l e v é e s (1 0 < f < 100 Hz), l ' é - t u d e de phénomènes p é r i o d i q u e s peut ê t r e abordée par l e b i a i s d e l a s t r o b o s c o p i e .
Ces deux t e c h n i q u e s o n t é t é u t i l i s é e s pour ten- t e r d e m e t t r e en évidence d e s i n t e r a c t i o n s e n t r e p a r o i s , j o n c t i o n s d e p a r o i s e t i m p e r f e c t i o n s c r i s t a l l i n e s ( 1 ) .
Dans l e domaine d e s f r é q u e n c e s t r è s f a i b l e s , d e s e x p é r i e n c e s r é a l i s é e s en c o l l a b o r a t i o n avec W. Hartmann e t W. ~ a ~ e n * i n d i q u e n t que l a d i s t o r - s i o n d e l a s t r u c t u r e en domaines sous champ f a i b l e a l i e u par déplacement e t f l e x i o n d e s p a r o i s . De p l u s , d e s i n t e r a c t i o n s e n t r e j o n c t i o n s e t p r é c i p i - t é s o n t é t é o b s e r v é e s . Ces i n t e r a c t i o n s ne s e r é - p è t e n t cependant pas systématiquement à chaque c y c l e , s o u l i g n a n t p a r l à l ' a s p e c t c o o p é r a t i f du mouvement d e s p a r o i s .
Dans l e domaine d e s f r é q u e n c e s f a i b l e s , l a s t r o b o s c o p i e en phase f i x e met en évidence une, remarquable r é p é t i v i t é du mouvement d e s p a r o i s e t d e l e u r s j o n c t i o n s . La f l e x i o n d e s p a r o i s appa- r a î t ê t r e i c i a u s s i un mode d e v i b r a t i o n fondamen- t a l . Dans un p e t i t nombre de c a s , d e s i n t e r a c t i g s , s e m a n i f e s t a n t s o u s l a forme d ' i n s t a b i l i t é s , e n t r e p a r o i s à 90' { I l 0 1 e t p r é c i p i t é s ou d i s l o c a t i o n s o n t é t é observées.
Les r é s u l t a t s s e r o n t a n a l y s é s à l a f o i s en f o n c t i o n d e s s e n s i b i l i t é s e t r é s o l u t i o n s d e s
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1980355
c3-288 JOURNAL DE PHYSIQUE
techniques u t i l i s é e s e t des p r o p r i é t é s physiques ETUDE DE LA RECRISTALLISATION DE L'ALUMINIUM : d e l a s t r u c t u r e magnétique observée. CINEMATIQUE DE LA CROISSANCE D ' U N GROS CRISTAL DANS
UN MILIEU HOMOGENE ET HETEROGENE, MECANISME DE LA ( 1 ) J . MILTAT e t M. KLEMAN, J . Appl. P h y s i c s , à FORMATION DES MACLES DE CROISSANCE.
p a r a î t r e (1 980). J . GASTALDI e t C . JOURDAN
* Max Plank I n s t i t u t f ü r F e s t f o r p e r f o r s c h u n g , C e n t r e d e l a Recherche s u r l e s Mécanismes de l a S t u t t g a r t . Croissance C r i s t a l l i n e - C e n t r e S c i e n t i f i q u e
d e St-Jérôme, 13397 M a r s e i l l e Cedex 4, France.
Par s a grande puissance l e rayonnement synchro- DEFORMATION PLASTIQUE DE BICRISTAUX DE GEKMANIUM-
ETUDE DYNAMIQUE EN RAYONNEMENT SYNCHROTRON POLY..
CHROMATIQUE.
A. MATHIOT - M.O. GAY - P. DEBRENNE Département d e M é t a l l u r g i e - SEM - CENG - 85X - 38041 Grenoble Cedex.
Un a p p a r e i l d e micro déformation à chaud en t r a c t i o n a é t é mis au p o i n t pour u t i l i s e r l e s p e c t r e blanc du rayonnement synchrotron. L ' i n t é - rêt de t e l l e s expériences dans d e s b i c r i s t a u x , o u t r e l ' i n t e n s i t é q u i permet l e s u i v i en dynamique du g l i s s e m e n t d e s d i s l o c a t i o n s , r é s i d e dans l a p o s s i b i l i t é d ' o b s e r v e r simultanément l e s deux c r i s t a u x en présence à l ' a i d e de deux longueurs d'onde du f a i s c e a u i n c i d e n t . Le développement d e l ' e x p é r i e n c e e s t s u i v i en c o n t i n u par un système de t é l é v i s i o n e t l e s i n f o r m a t i o n s i n t é r e s s a n t e s s o n t e n r e g i s t r é e s s u r plaques n u c l é a i r e s avec une m e i l l e u r e r é s o l u t i o n .
Les premiers r é s u l t a t s obtenus à LURE (Orsay) s e r o n t p r é s e n t é s . I l s concernent d e s lames b i - c r i s t a l l i n e s d e germanium contenant un j o i n t d e f l e x i o n symétrique ( r o t a t i o n de 22.62" a u t o u r de (001), i n d i c e d e macle L = 13). Les é c h a n t i l - l o n s s o n t des p l a q u e t t e s r e c t a n g u l a i r e s (zone u t i l e : 10 x 5 x 0 , 2 mn) dans l e s q u e l l e s l e j o i n t , p a r a l l è l e à l a d i r e c t i o n d e t r a c t i o n , f a i t un a n g l e d e 33" avec l e p l a n d e l a lame.
Ces premiers r é s u l t a t s , obtenus e n t r e 400 e t
-
t r o n permet d e s u i v r e par topographie X en rayon- nement blanc l a p r o g r e s s i o n d'un c r i s t a l m é t a l l i q u e en cours d e r e c r i s t a l l i s a t i o n . C e t t e p r o g r e s s i o n e s t t o t a l e m e n t d i f f é r e n t e s e l o n que l e c r i s t a l s e développe dans une m a t r i c e hétérogène ( r e c r i s t a l l i - s a t i o n a p r è s é c r o u i s s a g e - c r i t i q u e r e c u i t ) ou homo- gène ( r e c r i s t a l l i s a t i o n aux dépens d ' u n e t e x t u r e ) . Dans l e premier c a s l e j o i n t d e r e c r i s t a l l i s a t i o n t r o u v e d e s o b s t a c l e s à son déplacement, q u ' i l peut ou ne peut pas aborder ; c e r a l e n t i s s e m e n t ou c e blocage d e l a c r o i s s a n c e e n t r a î n e l a c r é a t i o n d e d é f a u t s c a r a c t é r i s t i q u e s d e l a c r o i s s a n c e en phase s o l i d e (1) (2). Dans l e deuxième c a s ( c r o i s s a n c e dans un m i l i e u homogène) l e c r i s t a l n e r e n c o n t r e pas d ' o b s t a c l e e t l e j o i n t d e g r a i n p r o g r e s s e r é g u l i è r e m e n t aux dépens d e l a t e x t u r e . Son o r i e n - t a t i o n n ' e s t pas quelconque mais dépend d e l a r e l a - t i o n d ' o r i e n t a t i o n e x i s t a n t e n t r e l a m a t r i c e e t l e c r i s t a l d e r e c r i s t a l l i s a t i o n .
Au c o u r s d e l a r e c r i s t a l l i s a t i o n nous-avons pu a u s s i observer e t montrer l e mécanisme d e l a forma- t i o n des macles d e c r o i s s a n c e e t s u i v r e l e mouve- ment des d é f a u t s dans l e p l a n d e macle ( 3 ) .
(1) J. GASTALDI e t C . JOURDAN, Phys. S t a t . Sol.
( a ) , 2, 529 (1978)
( 2 ) C . JOURDAN e t J . GASTALDI, S c r i p t a Met.-, 55 (1979).
( 3 ) J . GASTALDI e t C. JOURDAN, Phys. S t a t . S o l . ( a )
z,
139 (1 979) .440°C po;r des c i s s i o n s r é s o l u e s d e 5 à 15 MPa montrent e s s e n t i e l l e m e n t que l e s c o n d i t i o n s expé- r i m e n t a l e s sont a c c e p t a b l e s e t que l ' o n peut
s u i v r e l e glissement d e d i s l o c a t i o n s i n d i v i d u e l l e s LITHOGRAPHIE PAR RAYONS X ou en groupe dans l ' u n e t l ' a u t r e c r i s t a l . A c e Bernard FAY e t Jacques TROTEL
s t a d e d e l ' é t u d e aucun r é s u l t a t q u a n t i t a t i f ne s e r v i v e d e Microlithographie-THOMSON-CSF, Domaine peut e n c o r e ê t r e avancé mais on observe t o u t e f o i s d e C o r b e v i l l e - 91401 Orsay.
que :
- un système d e g l i s s e m e n t dans l ' u n d e s g r a i n s e t deux dans l ' a u t r e s o n t a c t i v é s e t o n t pu ê t r e i d e n t i f i é s .
- l e j o i n t semble j o u e r l e r ô l e d e s o u r c e d e d i s - l o c a t i o n s , au moins dans l ' u n d e s g r a i n s e t l e s d i s l o c a t i o n s d e j o i n t jouent un r ô l e a c t i f dans
l a t r a n s m i s s i o n de l a déformation.
Des e x h é r i e n c e s complémentaires s o n t en c o u r s pour é t u d i e r l ' i n f l u e n c e des paramètres géométri- ques, d e t a n p é r a t u r e e t d e c o n t r a i n t e s u r c e s phénomènes.
La l i t h o g r a p h i e par rayons X f a i t p a r t i e d e l ' a r s e n a l d e s moyens l i t h o g r a p h i q u e s modernes q u i o n t é t é développés c e s d e r n i è r e s années dans l e but d ' a c c r o î t r e l a r é s o l u t i o n du p r o c e s s u s l i t h o - graphique.
Le g a i n en r é s o l u t i o n permet d ' e n v i s a g e r l a f a - b r i c a t i o n d e c i r c u i t s i n t é g r é s ou composants p l u s denses, p l u s complexes e t p l u s r a p i d e s .
La l i t h o g r a p h i e par rayons X u t i l i s e d e s rayonsoX mous d e longueur d'onde comprise e n t r e 4 e t 50 A. c ' e s t l e moyen l i t h o g r a p h i q u e q u i o f f r e p o t e n t i e l l e m e n t l a r é s o l u t i o n l a p l u s é l e v é e avec d e s l a r g e u r s minimum d e t r a i t de l ' o r d r e du dixième d e micron.
L ' u t i l i s a t i o n du rayonnement s y n c h r o t r o n en m i c r o l i t h o g r a p h i e par rayons X permet d e r é s o u d r e
en grande p a r t i e l e s problèmes d e s o u r c e d e rayons X mous a i n s i que d ' o b t e n i r avec l'anneau d e s t o - ckage AC0 ( U n i v e r s i t é d'Orsay), d e s r é s u l t a t s remarquables s u r l e p l a n d e l a r é s o l u t i o n .
