Réflectométrie de rayon X

Thèmes abordés

Réflectométrie de rayon X, verre, chrome, caractérisation de couche fine, X'pert Reflectivity, fit, rugosité

Résumé du document

L'objectif de ce TP est d'analyser un échantillon de verre (SiO2) avec une couche mince de chrome (Cr). Le compte rendu de cette étude est reporté ci-après.
La réflectométrie de rayon X est une technique de caractérisation de couche mince. Cette technique permet de caractériser la rugosité de la surface, sa densité et son épaisseur. Cette technique a besoin d'avoir une rugosité relativement peu prononcée afin de fonctionner. Cette technique consiste à faire passer un faisceau X à bas angle mais supérieur à l'angle critique qui empêche la réflexion. Lors de la réflexion, on va avoir un décalage d'angle entre l'onde réfléchie directement par la surface et l'onde réfléchie par le substrat. C'est ce décalage qui nous informe sur les différentes caractéristiques de la couche.

Extraits

[...] Pour cela, on va faire passer une courbe sur les points théoriques. On définit au logiciel la couche de substrat de SiO2 et de Cr. On peut alors faire un premier fit sur les valeurs précédemment trouvées. On réduit la plage sur laquelle le signal n'est pas trop bruité. On peut alors modifier les différents paramètres afin d'ajuster au mieux la courbe. L'épaisseur e(Cr) va influer sur la fréquence des oscillations, plus e augmente plus le nombre d'oscillations augmente. La densité ρ(Cr) va jouer sur le décalage de l'angle critique. [...]

[...] On observe cependant que la courbe ne suit pas parfaitement les points expérimentaux. On peut expliquer ces différences en ajoutant une deuxième couche mince d'oxyde de chrome Cr2O3. En ajoutant cette courbe et en refaisant le fit, on trouve les valeurs suivantes : e(Cr)=44.6nm, e(Cr2O3)=3.5nm, ρ(Cr)=6.2, ρ(Cr2O3)=3.7, σ(Cr)=2.6nm, σ(Cr2O3)=1nm. Conclusion Cette technique est donc une technique qui permet de bien caractériser les dépôts en couche mince. De plus, elle est facile de mise en application et rapide en analyse des résultats. [...]

[...] La réflectométrie de rayon X est une technique de caractérisation de couche mince. Cette technique permet de caractériser la rugosité de la surface, sa densité et son épaisseur. Cette technique a besoin d'avoir une rugosité relativement peu prononcée afin de fonctionner. Cette technique consiste à faire passer un faisceau X à bas angle, mais supérieur à l'angle critique θc qui empêche la réflexion. Lors de la réflexion, on va avoir un décalage d'angle entre l'onde réfléchie directement par la surface et l'onde réfléchie par le substrat. [...]