Thèse soutenue

Modélisation, simulation et analyse quantitative d'images de matériaux amorphes en microscopie électronique par transmission à haute résolution

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Auteur / Autrice : Hion Suck Baik
Direction : Thierry Epicier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des matériaux
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Lyon, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne1992?-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : GEMPPM - Groupe d’Etudes de Métallurgie Physique et de Physique des Matériaux (Lyon, INSA ; 1975-2007)

Mots clés

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Résumé

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La Microscopie Electronique en Transmission à Haute Résolution (METHR) est une technique potentielle d'étude structurale des matériaux amorphes. Cette thèse a pour ambition d'appréhender les limites de la MET en matière de quantification de l'information présente dans des images de Haute Résolution obtenues sur des films amorphes minces : peut-on notamment reconstruire une fonction de distribution atomique, par exemple la fonction de distribution radiale RDF(r), à partir de micrographies expérimentales ? Après un rappel bibliographique sur la description structurale des structures amorphes en termes de fonctions de distribution atomiques, nous avons décrit les méthodes analytiques envisageables pour modéliser au mieux une structure non-cristalline, en vue d'en simuler des images de METHR. La démarche analytique permettant de reconstruire une RDF à partir d'images de METHR est ensuite développée, et appliquée à un cas académique, concernant une modélisation réaliste d'un amorphe simple monoatomique, le germanium. Une approche expérimentale est enfin présentée, qui consiste en une exploitation quantitative de résultats obtenus sur ce même matériau à l'aide de microscopes électroniques de 200 kVolts, équipés d'un canon à émission de champ, permettant d'espérer une limite d'information de l'ordre de 0. 14 nanomètre au moins. Une méthode de comparaison numérique des images expérimentales avec des images simulées à partir des différents modèles envisageables a été mise au point dans le réseau réciproque ; elle consiste en un traitement quantitatif des diffractogrammes obtenus par Transformation de Fourier des images. La conclusion de ce travail est qu'une information structurale peut clairement être restaurée à partir d'observations expérimentales faites dans des conditions optimales, mais ce au prix d'un traitement quantitatif lourd à mettre en œuvre sur le plan numérique.