Étude des imperfections d'un monocristal à l'aide de la diffusion de la lumière

(1)

HAL Id: jpa-00236166

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00236166

Submitted on 1 Jan 1959

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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.

Étude des imperfections d’un monocristal à l’aide de la diffusion de la lumière

Lucienne Taurel

To cite this version:

Lucienne Taurel. Étude des imperfections d’un monocristal à l’aide de la diffusion de la lumière. J.

Phys. Radium, 1959, 20 (11), pp.919-920. �10.1051/jphysrad:019590020011091901�. �jpa-00236166�

(2)

919 d’autant plus serrées et ^moins ^nettes que la couche est plus épaisse. ^On ^sait que, pour ^les rnaxima de lumière observés en incidence normale, ^2ne

⁼

(a ⁺ e)X

a entier et E compris ^entre ⁰ ^et 0,5 dépendant ^de

la différence des déphasages ^dûs ^aux réflexions siir

les deux faces de la couche ; lorsque ^les ^conches ^ne

sont pas trop minces, ^on peut négliger s ^{devant a}

dans la limite des erreurs expérimentales. ^On ^en ^déduit

pour les intervalles de À et les épaisseurs ^de 0,3 à 1 y

utilisées les valeurs moyennes suivantes :

(la précision ^des pointés des bandes d’interférence ne

permet pas d’étudier les variations de n avec À).

Les valeurs moyennes de k déduites des mesures

de transmission à la températnre de l’azote liquide

sont k ~ 0,21 ^£ 0,05 pour des couches ^{de Na} deo 0,1

à 0,4 ~ d’épaissenr ^aux environs de 1 800 A et k

⁼

0,08 :1: 0,01 pour des couches de K de 0,3 ^à 0,7 ~

aux environs de 2 800 A (comme ^{on se} ^trouve ^aux

environs de maxima de transparence [3], les valseurs de k varient peu ^aux environs de ces ~).

Les valeurs ainsi trouvées diffèrent de celles qlll peuvent être calculées par ^la théorie électromagné-

tique [5] ^à partir ^du pouvoir réflectenr de couches totalement opaques de plusieurs ^microns d’épaisseur.

Pour K aux environs de 2 800 À _par exemple, ^les pouvoirs réflecteurs à température de l’azote liquide

sont d’environ 20 % ^en incidence normale et 60 ~{,

sans l’incidence de 45°, ^ce qui correspond ^à ⁿ

⁼

0,39

et k

⁼

0,17, ^valeurs voisines de celles obtenues précé-

demment par d’autres méthodes ^à température ^ordi-

naire [6]. Des écarts comparables ^entre ^les ^valeurs

trouvées pour des couches ^minces ^et épaisses ^de ^même

nature ont été observées dans de nombreux cas [1], [7]

et attribuées à une variation de la structure de la couche avec l’épaisseur ; ^une ^étude plus complète ^des

couches épaisses ^est actuellement en cours.

Lettre reçue le 28 septembre ^1959.

BIBLIOGRAPHIE

[1] ^MAYER (H.), Physik ^dünner Schichten, Stuttgart, 1955.

[2] ^WOOD (R. W.), Phys. Rev., 1933, 44, ^353.

[3] ^ROBIN (Mme S.) ^{et ROBIN} (S.), ^J. Physique Rad., 1958, 19, 913.

[4] ^ROBIN (Mme S.) ^et ^ROBIN (S.), ^Rev. Opt., 1958, 37, 161.

[5] ^ROBIN (Mme S.), ^Rev. Opt., 1954, 33, 193 ^{et 377.}

[6] ^IVES (H. F.) ^et ^BRIGGS {H. B.), ^J. Opt. ^Soc. Amer., 1936, 26, 238.

[7] ^ROUARD (P.), ^Rev. Opt., 1938, 17, 1, 61, 89.

ÉTUDE DES IMPERFECTIONS D’UN MONOCRISTAL

A L’AIDE DE LA DIFFUSION DE LA LUMIÈRE

Par Lucienne TAUREL,

Laboratoire des Recherches Physiques ^de ^la Sorbonne, Paris,

De nombreuses méthodes ont été mises au point

afin de mettre en évidence la structure réelle des cristaiix, en particulier ^les lignes ^de dislocation [1].

Lorsque ^le ^{seul but} clu’on ^se ^propose ^est ^{l’étnde de}

la structure réelle du monocristal examiné, la meilleure méthode consiste à le ^« décorer », c’est-à-dire à fixer les impuretés ^au ^voisinage ^des dislocations, ^{et à} ^ohser-

1.

^-

Montage utilisé pour l’observation des cristaux par ultramicroscopie.

S Lampe ^OSRAM ^HBO ^500.

Li Condenseur f 1

⁼

⁷ ^cm.

F Fente de spectrographe.

L2 ^Lentille f z

⁼

²⁰ ^cm.

’

C Cristal.

U Objectif ^du microscope.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:019590020011091901

(3)

920 ver une lamelle obtenue par clivage ^en utilisant les

techniques ^usuelles ^de l’oltramicroscopie [2].

Lorsqu’il s’agit ^de ^tester ^la qualité ^d’un ^mono-

cristal en vue de son utilisation ultérieure, ^{la méthode} généralement employée consiste à former des figures

de corrosion. Il est en effet hien établi _que les points d’émergence des lignes ^de dislocation à la surface du

Fic.2.

^---

Préparatioii ^{du cristal}

pour l’observation par ultramicroscopie.

112 ^Lamelles couvre-objet ^eollées ^ait ^{bauine de} Canada.

P Couche de peinture noiro mate.

F Faisceau lumineux incident.

cristal sont des points d’attaque privilégiés. ^{Une ét,ude}

de cette méthode a été faite récemment par lB1oran [3] ;

ce procédé nécessite la recherche de liquides adaptés

à la nature du cristal étudié et, ^de ^toutes façons ^ne

fournit des renseignements que ^sur la surface du cristal.

Nous utilisons depuis plusieurs ^années ^une ^méthode plus simple, extrêmement pratique lorsque ^le ^cristal

contient déjà ^des impuretés qui, ^{au cours} ^{de la} ^crois-

sance se sont bloquées ^{sur ses} ^défauts ^de réseau, ên particulier ^sur ^les joints ^de grain. ^Ce ^cas êst ên êffets beaucoup plus fréquent qu’on ^le ^pense généralement.

Cette méthode consiste à éclairer le cristal à l’aide d’un faisceau lumineux de faible épaisseur ; ^on ^observe

le faisceau diffusé à 900 par les imperfections ^du ^cristal

à l’aide d’un microscope. Les détails du montage ^sont indiqués (fig. 1), ^et ^le ^mode ^de préparation ^du ^cristal (indispensable ^pour l’élimination de la lumière _para- site) ( fig. 2). ^Ce dispositif ^a l’avantage ^de permettre l’exploration du cristal et l’observation d’un plan qni

n’a pas ^été pertnrbé ⁿⁱ par le polissage ni par le clivage.

A titre d’exemple ^nous indiquons ^des ^résultats

obtenus ^avec un monocristal d’iodure de potassium synthétique.

Les clichés A et B montrent ce que l’on observée par

ultramicroscopie ^d’un plan (100). Le cliché A. montre l’intersection de trois joints ^de grains. Le cliché B montre l’existence de joints ^de ^flPxinn consistant Pn

lignes de dislocation parallèles.

Cliché ^A.

^-

Jonction de trois jnints ^de grains ^dans ^1ln

cristal d’iodiire de potassium.

Cliché B.

^---

Joints (le llexjon clanq lin cristAl d’iodure dp, potassium.

Ie 9 octobre 1959.

.

’

BIBLIOGRAPHIE

[1] ^WEILL (A. R.), ^Mise ^au point bibliographique. J. Phy- sique Rad., 1959, 20, ^712.

[2] AMELINCKX, ^Phil. Mag., 1956, ^Ser. 8,1, ^269.

[3] ^MORAN (P. R.), ^J. Appl. Phys., 1958. 29, 1768.

Étude des imperfections d'un monocristal à l'aide de la diffusion de la lumière

HAL Id: jpa-00236166

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00236166

Submitted on 1 Jan 1959

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.

Étude des imperfections d’un monocristal à l’aide de la diffusion de la lumière

Lucienne Taurel

To cite this version:

Lucienne Taurel. Étude des imperfections d’un monocristal à l’aide de la diffusion de la lumière. J.

Phys. Radium, 1959, 20 (11), pp.919-920. �10.1051/jphysrad:019590020011091901�. �jpa-00236166�

919

d’autant plus serrées et moins nettes que la couche est plus épaisse. On sait que, pour les rnaxima de lumière observés en incidence normale, 2ne

(a + e)X

a entier et E compris entre 0 et 0,5 dépendant de

la différence des déphasages dûs aux réflexions siir

les deux faces de la couche ; lorsque les conches ne

sont pas trop minces, on peut négliger s devant a

dans la limite des erreurs expérimentales. On en déduit

pour les intervalles de À et les épaisseurs de 0,3 à 1 y

utilisées les valeurs moyennes suivantes :

(la précision des pointés des bandes d’interférence ne

permet pas d’étudier les variations de n avec À).

Les valeurs moyennes de k déduites des mesures

de transmission à la températnre de l’azote liquide

sont k ~ 0,21 £ 0,05 pour des couches de Na deo 0,1

à 0,4 ~ d’épaissenr aux environs de 1 800 A et k

0,08 :1: 0,01 pour des couches de K de 0,3 à 0,7 ~

aux environs de 2 800 A (comme on se trouve aux

environs de maxima de transparence [3], les valseurs de k varient peu aux environs de ces ~).

Les valeurs ainsi trouvées diffèrent de celles qlll peuvent être calculées par la théorie électromagné-

tique [5] à partir du pouvoir réflectenr de couches totalement opaques de plusieurs microns d’épaisseur.

Pour K aux environs de 2 800 À par exemple, les pouvoirs réflecteurs à température de l’azote liquide

sont d’environ 20 % en incidence normale et 60 ~{,

sans l’incidence de 45°, ce qui correspond à n

0,39

et k

0,17, valeurs voisines de celles obtenues précé-

demment par d’autres méthodes à température ordi-

naire [6]. Des écarts comparables entre les valeurs

trouvées pour des couches minces et épaisses de même

nature ont été observées dans de nombreux cas [1], [7]

et attribuées à une variation de la structure de la couche avec l’épaisseur ; une étude plus complète des

couches épaisses est actuellement en cours.

Lettre reçue le 28 septembre 1959.

BIBLIOGRAPHIE

[1] MAYER (H.), Physik dünner Schichten, Stuttgart, 1955.

[2] WOOD (R. W.), Phys. Rev., 1933, 44, 353.

[3] ROBIN (Mme S.) et ROBIN (S.), J. Physique Rad., 1958, 19, 913.

[4] ROBIN (Mme S.) et ROBIN (S.), Rev. Opt., 1958, 37, 161.

[5] ROBIN (Mme S.), Rev. Opt., 1954, 33, 193 et 377.

[6] IVES (H. F.) et BRIGGS {H. B.), J. Opt. Soc. Amer., 1936, 26, 238.

[7] ROUARD (P.), Rev. Opt., 1938, 17, 1, 61, 89.

ÉTUDE DES IMPERFECTIONS D’UN MONOCRISTAL

A L’AIDE DE LA DIFFUSION DE LA LUMIÈRE

Par Lucienne TAUREL,

Laboratoire des Recherches Physiques de la Sorbonne, Paris,

De nombreuses méthodes ont été mises au point

afin de mettre en évidence la structure réelle des cristaiix, en particulier les lignes de dislocation [1].

Lorsque le seul but clu’on se propose est l’étnde de

la structure réelle du monocristal examiné, la meilleure méthode consiste à le « décorer », c’est-à-dire à fixer les impuretés au voisinage des dislocations, et à ohser-

1.

Montage utilisé pour l’observation des cristaux par ultramicroscopie.

S Lampe OSRAM HBO 500.

Li Condenseur f 1

7 cm.

F Fente de spectrographe.

L2 Lentille f z

20 cm.

C Cristal.

U Objectif du microscope.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:019590020011091901

920

ver une lamelle obtenue par clivage en utilisant les

techniques usuelles de l’oltramicroscopie [2].

Lorsqu’il s’agit de tester la qualité d’un mono-

cristal en vue de son utilisation ultérieure, la méthode généralement employée consiste à former des figures

de corrosion. Il est en effet hien établi que les points d’émergence des lignes de dislocation à la surface du

Fic.2.

Préparatioii du cristal

d’autant plus serrées et ^moins ^nettes que la couche est plus épaisse. ^On ^sait que, pour ^les rnaxima de lumière observés en incidence normale, ^2ne

(a ⁺ e)X

a entier et E compris ^entre ⁰ ^et 0,5 dépendant ^de

la différence des déphasages ^dûs ^aux réflexions siir

les deux faces de la couche ; lorsque ^les ^conches ^ne

sont pas trop minces, ^on peut négliger s ^{devant a}

dans la limite des erreurs expérimentales. ^On ^en ^déduit

pour les intervalles de À et les épaisseurs ^de 0,3 à 1 y

(la précision ^des pointés des bandes d’interférence ne

sont k ~ 0,21 ^£ 0,05 pour des couches ^{de Na} deo 0,1

à 0,4 ~ d’épaissenr ^aux environs de 1 800 A et k

0,08 :1: 0,01 pour des couches de K de 0,3 ^à 0,7 ~

aux environs de 2 800 A (comme ^{on se} ^trouve ^aux

environs de maxima de transparence [3], les valseurs de k varient peu ^aux environs de ces ~).

Les valeurs ainsi trouvées diffèrent de celles qlll peuvent être calculées par ^la théorie électromagné-

tique [5] ^à partir ^du pouvoir réflectenr de couches totalement opaques de plusieurs ^microns d’épaisseur.

Pour K aux environs de 2 800 À _par exemple, ^les pouvoirs réflecteurs à température de l’azote liquide

sont d’environ 20 % ^en incidence normale et 60 ~{,

sans l’incidence de 45°, ^ce qui correspond ^à ⁿ

0,17, ^valeurs voisines de celles obtenues précé-

demment par d’autres méthodes ^à température ^ordi-

naire [6]. Des écarts comparables ^entre ^les ^valeurs

trouvées pour des couches ^minces ^et épaisses ^de ^même

et attribuées à une variation de la structure de la couche avec l’épaisseur ; ^une ^étude plus complète ^des

couches épaisses ^est actuellement en cours.

Lettre reçue le 28 septembre ^1959.

[1] ^MAYER (H.), Physik ^dünner Schichten, Stuttgart, 1955.

[2] ^WOOD (R. W.), Phys. Rev., 1933, 44, ^353.

[3] ^ROBIN (Mme S.) ^{et ROBIN} (S.), ^J. Physique Rad., 1958, 19, 913.

[4] ^ROBIN (Mme S.) ^et ^ROBIN (S.), ^Rev. Opt., 1958, 37, 161.

[5] ^ROBIN (Mme S.), ^Rev. Opt., 1954, 33, 193 ^{et 377.}

[6] ^IVES (H. F.) ^et ^BRIGGS {H. B.), ^J. Opt. ^Soc. Amer., 1936, 26, 238.

[7] ^ROUARD (P.), ^Rev. Opt., 1938, 17, 1, 61, 89.

Laboratoire des Recherches Physiques ^de ^la Sorbonne, Paris,

afin de mettre en évidence la structure réelle des cristaiix, en particulier ^les lignes ^de dislocation [1].

Lorsque ^le ^{seul but} clu’on ^se ^propose ^est ^{l’étnde de}

la structure réelle du monocristal examiné, la meilleure méthode consiste à le ^« décorer », c’est-à-dire à fixer les impuretés ^au ^voisinage ^des dislocations, ^{et à} ^ohser-

S Lampe ^OSRAM ^HBO ^500.

⁷ ^cm.

L2 ^Lentille f z

²⁰ ^cm.

U Objectif ^du microscope.

ver une lamelle obtenue par clivage ^en utilisant les

techniques ^usuelles ^de l’oltramicroscopie [2].

Lorsqu’il s’agit ^de ^tester ^la qualité ^d’un ^mono-

cristal en vue de son utilisation ultérieure, ^{la méthode} généralement employée consiste à former des figures

de corrosion. Il est en effet hien établi _que les points d’émergence des lignes ^de dislocation à la surface du

Préparatioii ^{du cristal}

112 ^Lamelles couvre-objet ^eollées ^ait ^{bauine de} Canada.

cristal sont des points d’attaque privilégiés. ^{Une ét,ude}

à la nature du cristal étudié et, ^de ^toutes façons ^ne

fournit des renseignements que ^sur la surface du cristal.

Nous utilisons depuis plusieurs ^années ^une ^méthode plus simple, extrêmement pratique lorsque ^le ^cristal

contient déjà ^des impuretés qui, ^{au cours} ^{de la} ^crois-

sance se sont bloquées ^{sur ses} ^défauts ^de réseau, ên particulier ^sur ^les joints ^de grain. ^Ce ^cas êst ên êffets beaucoup plus fréquent qu’on ^le ^pense généralement.

Cette méthode consiste à éclairer le cristal à l’aide d’un faisceau lumineux de faible épaisseur ; ^on ^observe

le faisceau diffusé à 900 par les imperfections ^du ^cristal

n’a pas ^été pertnrbé ⁿⁱ par le polissage ni par le clivage.

A titre d’exemple ^nous indiquons ^des ^résultats

obtenus ^avec un monocristal d’iodure de potassium synthétique.

ultramicroscopie ^d’un plan (100). Le cliché A. montre l’intersection de trois joints ^de grains. Le cliché B montre l’existence de joints ^de ^flPxinn consistant Pn

Cliché ^A.

Jonction de trois jnints ^de grains ^dans ^1ln

[1] ^WEILL (A. R.), ^Mise ^au point bibliographique. J. Phy- sique Rad., 1959, 20, ^712.

[2] AMELINCKX, ^Phil. Mag., 1956, ^Ser. 8,1, ^269.

[3] ^MORAN (P. R.), ^J. Appl. Phys., 1958. 29, 1768.