Etude theorique et experimentale de la metastabilite d'alliages auni deposes par epitaxie par jets moleculaires

par GREGORY ABADIAS

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Bruno Gilles.

Soutenue en 1998

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    La croissance coherente en couches minces d'un materiau presentant un desaccord de parametre de maille avec le substrat sur lequel il est depose entraine des deformations du reseau cristallin qui sont a l'origine de nombreuses modifications thermodynamiques et structurales. La presente etude concerne l'effet des contraintes epitaxiales sur la stabilite d'alliages metalliques a separation de phases, en particulier le systeme auni qui presente une forte difference de taille (14%). La premiere partie est consacree a la modelisation thermodynamique des equilibres de phases coherents. Une extension de la theorie de cahn de la decomposition spinodale aux systemes epitaxies et a fort effet de taille a ete developpee. Les diagrammes d'equilibre de phases du systeme auni a l'etat massif et sous contrainte epitaxiale ont ete calculees a partir de la methode variationnelle des amas (cvm) limitee aux tetraedres. Pour de fortes deformations epitaxiales, une structure quadratique ordonnee de type l1#0 est stabilise pour des compositions proches de 50%. La deuxieme partie porte sur l'etude experimentale de couches minces d'alliages auni elabores par epitaxie par jets moleculaires (ejm) et sur leur evolution structurale au cours de traitements thermiques. Nous avons obtenu des solutions solides auni metastables. Le parametre pertinent est la deformation residuelle dans les couches auni. Les observations en diffraction de rayons x (xrd) et microscopie electronique haute resolution (mehr) montrent qu'une structure modulee, de periode 3 a 4 monocouches (mc), se stabilise pour de fortes deformations epitaxiales (>2%) et pour des temperatures comprises entre 200c et 240c. Ces structures modulees sont obtenues a partir d'etats initiaux tres differents (alliages, multicouches et structures artificielles), ce qui conforte l'hypothese de la stabilisation sous contrainte d'un ordre a longue distance dans un alliage ayant une forte tendance a la demixtion en volume.


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  • Détails : 296 P.
  • Annexes : 252 REF.

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