Ellipsométrie sur champ diffus et analyse multi-échelle de la microstructure des multicouches optiques : diffusion lumineuse, microscopie à force atomique, microscopie à effet tunnel optique

par Carole Deumié-Raviol

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Claude Amra.

Soutenue en 1997

à Aix-Marseille 3 .

mots clés

• Couches minces -- Propriétés optiques
• Lumière -- Diffusion
• Microscopie tunnel à balayage
• Ellipsométrie
• Ondelettes

Résumé

Ce travail porte d'une part sur l'analyse multi-echelle de la rugosite par les techniques de diffusion lumineuse et de microscopie a champ proche, et d'autre part sur les techniques d'ellipsometrie sur champ diffus pour analyser la profondeur des systemes interferentiels multicouches. La premiere partie du manuscrit est ainsi consacree a la confrontation des methodes de diffusion lumineuse, de microscopie a force atomique et de microscopie a effet tunnel optique. On y montre, via une analyse quantitative, comment ces differentes techniques se recouvrent a l'intersection des fenetres frequentielles allant du macroscopique au microscopique. La notion de polissage multi-echelle est introduite, et l'analyse par fractales et ondelettes est abordee. L'ensemble de ces resultats permet de mieux apprehender le probleme de la normalisation de la rugosite. Dans la deuxieme partie du manuscrit nous decrivons les outils experimentaux et theoriques qui ont ete mis en place pour realiser un ellipsometre sur champ diffuse. Les donnees experimentales sont analysees a l'aide de modeles electromagnetiques, et l'on montre l'extreme sensibilite du dephasage polarimetrique de l'onde diffusee a l'etat de correlation verticale entre interfaces. . .

Titre traduit

Ellipsometry of scattered field and multiscale analysis of optical multilayers microstructure : light scattering, atomic force microscopy, photon scanning tunneling microscopy

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