Étude par diffraction X en température de la mise en ordre dans des couches minces AuNi épitaxiées sur substrat Au(100)

Résumé
Le système AuNi présente à l'état massif une lacune de miscibilité. Cependant, grace aux contraintes d'épitaxie cohérente développées en MBE, nous avons stabilisé des solutions solides Au_1-cNi_c en couche mince sur un substrat Au(001), avec c=0.2 à 0.5. Nous avons ensuite étudié par diffraction X in situ l'évolution en température du matériau, à des températures comprises entre 200 et 240°C. Le dispositif expérimental est décrit, puis l'apparition de superstructures par modulation de composition est détaillée. Les longueurs d'onde mesurées de ces modulations sont comparables à celles observées dans le massif, mais pour la première fois, nous avons observé simultanément la présence de plusieurs longueurs d'onde pour c > 0.4. Nous en déduisons alors une structure latérale en domaines plus ou moins grands, confirmée en Microscopie Electronique en Transmission. Chaque domaine présente une alternance périodique de plans riches en Ni et riches en Au, mais la composition moyenne sur chaque période est proche de la composition globale de la couche. Les périodes obtenues dépendent fortement de la composition.

Abstract
There is a lack of miscibility for the bulk AuNi system. But because of the coherent Molecular Beam Epitaxy stresses, ultra-thin solid solution Au_1-cNi_c layers have been grown on Au(001) substrate, with c=0.2 to 0.5. Then, the temperature evolution of these materials has been studied by in-situ temperature X-rays diffraction, in a range between 200 and 240°C. The experimental device is described, and details are given about superstructures coming out due to composition modulations. The measured wavelength of these modulations are comparable with those observed in bulk material, but it is the first time that several wavelengths are simultaneously observed for c > 0.4. Therefore a lateral structure with more or less large domains is deduced, that HRTEM has confirmed. Inside each domain, periodic alternation of Ni rich and Au rich planes is observed, but the average composition over each period is close to the bulk layer one. The calculated periods are linked to the local composition.