Détermination du module d'Young dans des films minces de tungstène par diffraction des rayons X

Abstract
Elasticity of reduced dimension materials remains misunderstood since both experimental and theoretical studies on this subject are difficult to perform. Numerous experiments realised in the early 90's evidenced "elastic anomalies" in small period multilayer systems: "supermodulus", breakdown of the Poisson's effect. The polemic raised by these observations lead us to develop a method to study the elastic constants in thin films on substrates; it combines X-ray diffraction and in situ tensile testing. This paper presents results on Poisson's ratio and Young's modulus measurement in 140 nm W thin films; the obtained Young's modulus was smaller to the bulk material one whereas the Poisson's ratio was significantly larger than the bulk one.

Résumé
L'élasticité des matériaux de faible dimension demeure encore méconnue. Ceci tient entre autre à la difficulté de l'approche expérimentale et théorique. Dans les années 90, un grand nombre d'expériences ont mis en évidence des anomalies élastiques dans des systèmes multicouches de très faible période : supermodule, déviation à la loi de Poisson. La polémique soulevée par ces observations nous a amené à développer une méthode d'étude des constantes d'élasticité - module d'Young et coefficient de Poisson - dans les films minces sur substrats ; elle combine la diffraction des rayons X et la déformation in situ. Cet article présente les résultats obtenus dans le cas de films de tungstène de 140 nm d'épaisseur ; la valeur mesurée pour le module d'Young est inférieure à celle du même matériau à l'état massif alors que pour le coefficient de Poisson, la valeur est plus grande.