MATERIAUX 2006 13-17 Novembre 2006 – Dijon, France Etude des propriétés mécaniques locales de films minces et revêtements par diffraction X en micro faisceaux (μ - DRX) P. Goudeau a , C. Coupeau b , F. Foucher c , J. Colin d , G. Geandier e , N. Tamura f a LMP-UMR 6630 CNRS, Université de Poitiers – SP2MI, F-86962 Chasseneuil Philippe.Goudeau@univ-poitiers.fr b LMP-UMR 6630 CNRS, Université de Poitiers – SP2MI, F-86962 Chasseneuil Christophe.Coupeau@univ-poitiers.fr) c LMP-UMR 6630 CNRS, Université de Poitiers – SP2MI, F-86962 Chasseneuil Frederic.Foucher@etu.univ-poitiers.fr d LMP-UMR 6630 CNRS, Université de Poitiers – SP2MI, F-86962 Chasseneuil Jerome.Colin@univ-poitiers.fr e ALS, LBNL, 1 Cyclotron Road, MS 2-400, Berkeley, CA, 94270, USA Guillaume.Geandier@univ-poitiers.fr f ALS, LBNL, 1 Cyclotron Road, MS 2-400, Berkeley, CA, 94270, USA ntamura@lbnl.org RESUME: Avec l’avènement des sources synchrotrons de 3 ième génération et le développement d’optiques focalisantes performantes, il est maintenant possible d’obtenir des faisceaux microniques (voire nanométriques !) et de cartographier à cette échelle en 2 et 3 dimensions les matériaux polycristallins massifs ou en couches minces. Cette technique d’imagerie structurale permet donc d’obtenir à une échelle très fine (typiquement entre 0,1 et 1 micron) des informations quantitatives sur les orientations cristallographiques et les macro et micro déformations intra granulaires, données indispensables et précieuses pour les études des propriétés mécaniques des matériaux mono ou polycristallins. Cette communication présente un exemple d’application dans le domaine des matériaux revêtus et plus particulièrement, dans le cas de décollements de couches minces sous contraintes de compression. MOTS-CLES : Films minces, contraintes, relaxation, décollements, micro diffraction X 1. Introduction Les rayonnements synchrotrons de troisième génération permettent d’obtenir des sources de rayons X de petite taille et de très grande brillance (faible émittance). Ainsi, un montage disposant d’optiques focalisantes telles que des miroirs elliptiques KirkPatrick Baez (K.B.) permet de travailler avec une taille de spot sur échantillon de l’ordre du micron (0,7 x 0,8 μm 2 ). C’est le cas de ligne micro Diffraction 7.3.3 [1] de l’Advanced Light Source (ALS) du Lawrence Berkeley National Laboratory aux USA [http://xraysweb.lbl.gov/microdif/], une des premières lignes utilisant indifféremment le faisceau blanc ou monochromatique. Les rotations de l’échantillon sont proscrites étant donné que la sphère de confusion d’un goniomètre de très grande précision est d’environ 10 μm. Cette ligne offre la possibilité d’utiliser un faisceau blanc ou monochromatique dans une bande passante en énergie de 4 à 14 KeV. Lorsque la taille du faisceau est supérieure à celle des grains qui composent le matériau, la sonde X est poly chromatique et le diagramme de diffraction enregistré avec un détecteur 2D est un Laue. Dans le cas de nano grains, le faisceau est monochromatique et le diagramme de diffraction est de type poudre (anneaux). L’utilisation d’une platine de translation X-Y permet de cartographier une zone délimitée par des marqueurs que l’on peut repérer en faisceau blanc avec analyse en fluorescence. La position du faisceau sur l’échantillon reste inchangée lors du passage du faisceau blanc au monochromatique grâce à l’utilisation d’un monochromateur 4 cristaux. Ce type d’expériences n’existe pas en Europe à l’heure actuelle. Un aménagement de ligne CRG à l’ESRF est maintenant opérationnel (premiers essais fin Juin 2006) pour une durée de 3 ans (10 % du temps de faisceau sur BM32). Un avant projet sommaire – APS pour une ligne dédiée a été adopté par le Scientific Advisory Committee - SAC de Soleil fin 2005 puis retenu par le Conseil d’Administration de Soleil en Juillet 2006 ; ce dernier apporte un soutien à hauteur d’un quart du budget global de construction de la ligne. La mise en place d’un groupe pour rechercher des fonds additionnels est en cours (Fédérations, Europe, industries).