Rayons X et Matière

J. Phys. IV France 08 (1998) Pr5-295-Pr5-302
DOI: 10.1051/jp4:1998537

Étude morphologique d'agrégats inclus dans des couches minces superficielles par diffusion centrale des rayons X en incidence rasante

D. Babonneau¹, A. Naudon¹, T. Cabioc'h¹, D. Thiaudiere², O. Lyon³ and F. Petroff<sup>4

1</sup>  Laboratoire de Métallurgie Physique, UMR 6630 du CNRS, Université de Poitiers, UFR Sciences, SP2MI, boulevard 3, Téléport 2, BP. 179, 86960 Futuroscope cedex, France
²  European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), BP. 220, 38043 Grenoble cedex, France
³  Laboratoire pour l'Utilisation du Rayonnement Électromagnétique (LURE), CNRS-MEN-CEA, Université de Paris-Sud, 91405 Orsay cedex, France
⁴  UMR 137 du CNRS, Thomson-LCR, Domaine de Corbeville, 91404 Orsay cedex, France

Résumé
Parmi les techniques d'analyse de surface et plus particulièrement celles faisant intervenir les rayons X, la plus récente est la diffusion centrale des rayons X en incidence rasante (GISAXS). Cette nouvelle technique non destructive, conduite auprès d'une source de rayonnement synchrotron, permet de caractériser morphologiquement des agrégats déposés sur un substrat plan ou contenus dans une couche superficielle. A l'aide de détecteurs bidimensionnels de type Imaging Plate, il est possible d'étudier la forme, la taille ainsi que la répartition spatiale des agrégats. Nous nous intéressons d'abord au cas des systèmes immiscibles carbone-métal : la technique GISAXS permet de mettre en évidence la forme allongée des agrégats métalliques inclus dans une matrice de carbone. Puis nous donnons les résultats obtenus dans le cas de multicouches granulaires (agrégats magnétiques de cobalt inclus dans une matrice d'alumine) qui montrent une structure tout à fait particulière et très ordonnée des multicouches avec un ordre à l'intérieur de chaque couche mais également de couche à couche.

Abstract
Among surface analysis techniques and specially those using X-rays, the most recent is the grazing incidence small-angle X-ray scattering (GISAXS). Full potentialities of this non-destructive technique are obtained when using a synchrotron source and when patterns are recorded with Imaging Plates. It is then possible to study the shape, the size and the spatial distribution of aggregates deposited on a flat substrate or embedded in a thin layer. We show the case of some carbon-metal layers when the solubility of carbon in the metal is weak. GISAXS patterns show that metallic aggregates embedded in a carbon matrix are elongated along the growth direction of the thin film. Results obtained with granular multilayers (magnetic cobalt aggregates in an alumina matrix) are also given. In this second case, it is shown that a spatial order exists not only in every layer, but also between the successive layers. It allows to show the particular and well-ordered structure of those multilayers.

© EDP Sciences 1998