Étude comparative des paramètres fractals des surfaces par réflectométrie des rayons X et microscopie à force atomique

Résumé
La réflectométrie des rayons X est de nos jours couramment utilisée pour caractériser la structure des systèmes de très faibles dimensions. L'oxydation des matériaux est un problème étudié depuis de longues années car ses conséquences économiques sont importantes. Dans ce but nous avons développé l'application de la réflectométrie des rayons X à l'étude de l'oxydation à haute température. L'évaluation des possibilités ainsi que les limites de l'application de cette technique ont été étudiées. Nous montrons ainsi que la réflectométrie des rayons X est adaptée à l'étude des surfaces et des couches minces et permet d'étudier, entre autre, l'oxydation des métaux à haute température. L'étude par la réflectométrie diffuse de la rugosité des surfaces oxydées et leur description en utilisant les méthodes connues de la théorie fractale nous a permis d'étudier la morphologie des surfaces oxydées. La valeur de ces paramètres fractals est étudiée en effectuant des expériences comparatives avec la microscopie à force atomique. Nous estimons que cette technique est un outil prometteur pour l'étude de l'oxydation dans sa phase initiale.

Abstract
The oxidation of materials is a longtime studied problem since its important economic consequences. Nowadays, X-ray reflectometry is often used to caracterise the structure of low-dimensioned systems. For this reason, we developped the application of X-ray reflectometry for the study of high temperature oxidation. The evaluation of the possibilities and also the limits of the application of these technique were studied. We show that X-ray reflectometry is well adapted to study thin films and so to investigate the high temperature oxidation. Surface roughness studies by diffuse X-ray reflectometry and the description of it in terms of fractal theory allowed us to investigate the morphology of oxidising surfaces. To validate this description we performed comparative studies using an atomic force microscopy. The fractal model could be validated in the most cases. We have shown that this technique is a promising tool for the study of the oxidation in its initial phase.