Mesure de composition par imageries à résolution atomique appliquée aux super-réseaux GeTe/Sb2Te3

Publié le : 27 février 2019

Pour tous les systèmes cristallins sensibles aux dégâts d’irradiation sous faisceau d’électrons, il est nécessaire de quantifier chimiquement le matériau à l’échelle atomique tout en minimisant la dose électronique. Les techniques analytiques usuelles dans le microscope électronique en transmission (TEM) ne peuvent alors être employées dû au fort courant de sonde et au temps d’acquisition relativement long. En revanche, l’imagerie atomique, plus précisément en champ sombre annulaire à grand angle (STEM-HAADF), permet de travailler à dose réduite et présente des contrastes proportionnels au numéro atomique des éléments présents. De plus, les TEM Titan sur la PFNC sont équipés de correcteur d’aberrations permettant d’acquérir des images HAADF à l’état de l’art en terme de résolution atomique. Cependant, pour que le contraste dans ces images puisse être relié de manière quantitative à la composition chimique du matériau, des conditions d’acquisition contrôlées au TEM et des simulations de diffusion électronique doivent être développées. En parallèle, une autre technique d’imagerie dans le TEM suscite un intérêt grandissant: la ptychographie, ou « STEM de données 4D ». Cette technique, consistant à acquérir un cliché de diffraction pour chaque position du faisceau incident d’électrons, permet de remonter au potentiel projeté dans l’échantillon. Le développement de l’aspect quantitatif de ces techniques d’imagerie présente de nombreuses applications: celle visée dans le cadre de cette thèse est la compréhension de l’ordre atomique dans les super-réseaux GeTe/Sb2Te3, matériaux considérés comme les plus prometteurs pour les mémoires à changement de phase (PCRAM).

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