Imagerie infrarouge par microscopie en champ proche optique

par AHMED LAHRECH

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Albert-Claude Boccara.

Soutenue en 1999

à Paris 11 .

mots clés

Résumé

Les techniques de microscopie de proximite (afm, stm, afm,) ont montre une capacite de caracterisation a l'echelle atomique et donnent acces a des informations topographiques, de repartition de charges ou de domaines magnetiques. Cependant, par une excitation optique d'autres mecanismes de contrastes sont accessibles tels que absorption, polarisation et reflectivite. Dans ce travail nous utilisons une sonde sans ouverture (une pointe metallique) pour diffuser localement le champ electromagnetique a la surface de l'echantillon. Ce dernier etant eclaire dans le domaine spectral de l'infrarouge moyen a une longueur d'onde = 10,6 m. La resolution des images obtenues depend alors de la taille de l'extremite de la sonde. Elle est de l'ordre de 17 nm. Pour illustrer les potentialites du montage realise, nous presentons une etude de trois types de materiaux. Nous avons effectue une experience sur un echantillon de silicium dope bore par implantation ionique selective elle a permis de demontrer que le contraste optique en champ proche est du a la variation spatiale de l'indice pour un echantillon ne presentant pas de structure topographique. L'etude d'un materiaux supraconducteur a haute temperature critique l'yba 2cu 3o 6 + x, a revele des structures fines reliees a une variation locale du taux d'oxygene a une echelle inferieure a 100 nm. Enfin, nous avons obtenu la reponse optique d'une couche d'agregats d'or de quelques nanometres supportes en matrice d'allumine. Nous avons, dans ce dernier cas, enregistre des chutes tres localisees du signal optique, en accord avec les predictions theoriques recentes.

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