Interdiffusion et déformations dans des multicouches FCu/Ni et Mo/V : diffarction des rayons X et simulation de la cinétique

par Mohamed Cherif Benoudia

Thèse de doctorat en Matériaux, microélectronique et nanosciences

Sous la direction de Olivier Thomas.

Soutenue en 2009

à Aix-Marseille 3 .


  • Résumé

    Ce travail de thèse porte sur l'étude de l'interdiffusion et des contraintes dans des systèmes métalliques modèles en couplant la diffraction des rayons X connue pour sa très grande sensibilité aux variations de distances inter-réticulaires et la modélisation. Les systèmes modèles choisis sont des multicouches Cu/Ni et Mo/V épitaxiées sur MgO. Dans ces deux systèmes le coefficient de diffusion dépend fortement de la concentration ce qui doit donner lieu lors de l'interdiffusion à des profils de concentration très asymétriques. Pour étudier l'évolution des profils de concentration et de distance lors de la cinétique d'interdiffusion, un programme couplant cinétique d'interdiffusion et évolution des spectres de diffraction symétrique coplanaire a été mis en place avec succès. Il s'appuie sur le modèle de Martin (modèle d'Ising cinétique dans l'approximation de champ moyen) pour simuler l'interdiffusion et utilise la théorie cinématique pour calculer le diagramme de diffraction. De plus, il intègre une relation d'élasticité entre champs de déformation et champs de concentration en tenant compte de la cohérence des interfaces. Ce programme a permis d'établir l'existence d'une forte asymétrie de diffusion dans les systèmes Cu/Ni et Mo/V avec des paramètres contrôlant l'asymétrie d'interdiffusion similaires pour les différents échantillons étudiés. De plus ces paramètres sont très proches de ceux donnés par la littérature établies sur des systèmes non contraints. Ce constat indique que le fort état de déformation de ces multicouches n'affecte pas la cinétique d'interdiffusion.

  • Titre traduit

    Interdiffusion and strain in Cu/Ni and Mo/V multilayers : X-ray diffraction and kinetics simulation


  • Résumé

    This work concerns the study of interdiffusion and stress on metallic systems by coupling atomistic simulations and experiments of X-ray diffraction which is known for its high sensibility to the variation of inter-reticular distances. The model systems chosen in this work are Cu/Ni and Mo/V epitaxial multilayers deposited on MgO substrate. In these two systems the diffusion coefficients strongly depend on the concentration leading to very asymmetric concentration profiles during the interdiffusion. To study the evolution of the concentration and the distance profiles during the temperature annealing, we have developed a program that both describes the interdiffusion kinetics and calculates resulting coplanar symmetric diffraction spectra. The description of the interdiffusion is based on Martin's model (kinetic Ising model in the mean-field approximation) and we use the kinematic theory to calculate the diffraction diagrams. Besides, this program accounts for the elastic relationship between composition and strain fields considering the presence of coherent interfaces. This analysis allowed us to evidence a strong diffusion asymmetry in Cu/Ni and Mo/V systems with similar kinetic parameters for the studied samples. Moreover, these latter are very close to the ones reported on non-stressed systems. These results indicate that the kinetics of interdiffusion is not markedly affected by the high state of strain in these multilayers.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (132 f.)
  • Annexes : Notes bibliographiques

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille (Marseille. Saint-Jérôme). Service commun de la documentation. Bibliothèque de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 200069670
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.