Étude du comportement dispersif de la densité volumique de masse des films minces via la microscopie acoustique SAM
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Date
2022
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Faculté des Sciences
Abstract
Les technologies basées sur l'exploitation des propriétés spécifiques des couches
dites minces se sont fortement développées à la fin du 20ème siècle, et sont devenues l'une
des voies les plus importantes de progrès tant en ce qui concerne la miniaturisation que le
développement de nouveaux capteurs ; dont la réalisation ne pourrait se faire sans cette
technologie. Les mécanismes microscopiques, à la base de la relation structure-propriétés
physiques des films minces nanostructurés, connues par ses faibles épaisseurs (de l’ordre de
nm), sont encore très mal identifiées pour un grand nombre de systèmes métal/métal,
métal/céramique, métal/semiconducteurs, oxyde/ semiconducteur ou oxyde/métal.
L’approche de ce délicat problème commence par le contrôle de la croissance des films
minces, qui nécessite une optimisation de la technique de dépôt et donc une très bonne
connaissance de l’influence des paramètres expérimentaux qui sont souvent nombreux et
interdépendants. Les nano couches peuvent avoir des propriétés très différentes de celles des
matériaux massifs, la compréhension des propriétés de ces systèmes nécessite une
caractérisation précise de leur structure et de leur morphologie ainsi que d'étudier les effets
dus aux contraintes mécaniques et aux dimensions réduites des épaisseurs. Dans ce contexte
et à la différence des travaux déjà consacrés à l’étude de la dispersion des vitesses de
propagation des ondes acoustiques (de volumes ou de surface), nous exposons les effets des
épaisseurs de couche (h) sur la densité (r). Plusieurs structures couches minces (Al, AlN,
Cr, Cu, SiC, SiO2, Si3N4 and ZnO) déposées sur différents substrats (quartz, acier
inoxydable, Si, Al2O3, Cuivre et MgO) ont été considérées. Le calcul, l'analyse et la
quantification des résultats ont mené non seulement à évoluer le comportement dispersif
(positive ou négative) de la densité, mais également la détermination d’une relation
universelle, décrivant la variation densité-épaisseur. Ainsi, elles seraient de grande
importance dans la prévision et la détermination des paramètres élastiques de plusieurs
couches appartenant à divers types de matériaux.