Nouvel appareillage de diffraction X pour l'analyse de l'état mécanique (contraintes et microdéformations) de films minces nanocristallins

Résumé
L'état mécanique des couches minces influence considérablement l'ensemble de leurs proprietés physiques. La connaissance des contraintes résiduelles et des microdéformations présentes dans ces matériaux revêt donc une importance particulière. Le caractère nanocristallin des ces films rend difficile l'application des méthodes classiques de diffraction X (sin²Ψ et largeur intégrale ou Warren-Averbach) couramment utilisées dans le cas des échantillons massifs. En effet, les pics de diffraction sont larges et peu intenses. Nous avons mis au point un dispositif expérimental de conception originale qui permet de contourner ces difficultés. Il s'appuie sur les trois caractéristiques suivantes : source de rayons X de forte intensité (rayonnement synchrotron ou générateur à anode tournante), trajet du faisceau X incident et diffracté sous vide, et enregistrement du spectre l'aide d'un détecteur à localisation. Les résultats obtenus sur des films Inox 304L et Cu-Mo illustrent bien les potentialités de ce nouvel appareillage

Abstract
The mechanical state in thin films very much influence their physical properties. The knowledge of residual stresses and microstresses in these materials is therefore very important. Classical methods of X-ray diffraction (sin²Ψ and integral width or Warren-Averbach) are difficult to apply in such materials because the diffracted intensities are weak due to the nanocrystalline structure of these films. In order to solve these difficulties, we developed an original X-ray diffraction set-up. Its main features are the followings : intense Xray source (synchrotron radiation or rotating anode), incident and diffracted x-ray path under vacuum, and recording of the spectrum with a proportional sensitive detector. Results obtained for 304L stainless steel and Cu-Mo thin films show the full potentialities of such an equipment.