Mesures de contraintes de surface : mise au point d'une méthode expériementale et application au silicium

par Geoffroy Degand

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de Pierre Muller.

Soutenue en 1997

à Aix-Marseille 3 .


  • Résumé

    Les proprietes elastiques d'une surface sont decrites par la notion de tenseur de contrainte de surface. Ce tenseur caracterise l'exces (au sens de gibbs) de contraintes au voisinage de la surface libre d'un cristal par rapport a son volume. Cependant, les mesures de contraintes de surface sont rares. L'objet de notre travail a ete de mettre au point une methode de mesure des contraintes de surface d'une face cristalline de haute symetrie pour laquelle le tenseur de contrainte de surface est isotrope. Notre methode est basee sur la mesure par interferometrie a deux ondes de la deformation d'une lame mince monocristalline soumise a un differentiel de contraintes de surface du a une adsorption etrangere sur une des faces de la lame. Pour cela, nous avons ete amenes a mettre au point des methodes de controle des proprietes mecaniques de nos echantillons basees sur des mesures de leurs epaisseurs (dix a vingt micrometres) et de leurs frequences propres. Les experiences ainsi effectuees sur l'appareillage mis au point et realise dans le cadre de ce travail nous ont permis de tester deux modeles theoriques decrivant la forme d'equilibre de lames minces. L'un est base sur la relation de stoney et l'autre a ete propose par muller et kern. Nos principaux resultats sont : - la mise au point de montages experimentaux permettant de mesurer des variations de contraintes de surface de quelques mj/m#2. - la demonstration experimentale de l'adequation de la relation de stoney pour decrire la forme d'equilibre de nos lames minces et la remise en question de la validite du modele de muller et kern. - l'obtention de donnees sur la variation des contraintes de surface pour les systemes ag/si(100), pb/si(100) et pb/si(111). Pour chacun de ces systemes, l'adsorption de fractions de monocouches atomiques entraine une reduction des contraintes de surface.

  • Titre traduit

    Surface stress measurements : realisation of an experimental method and application to silicon


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Informations

  • Détails : 116 f.
  • Annexes : 59 REF.

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  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille (Marseille. Saint-Jérôme). Service commun de la documentation. Bibliothèque de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T 2566/A-B
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