Tesis sobre el tema "Diffusion de la lumière : rayons X en incidence rasante"

Les travaux effectués dans cette thèse concernent les cellules photovoltaïques fabriquées à partir de matériaux organiques discotiques. Ces derniers possèdent de bonnes propriétés de transport de charges et d'excitons lorsque les matériaux impliqués sont ordonnés sous forme de colonnes. Une stratégie est proposée et étudiée pour améliorer les paramètres de ces dispositifs organiques. En particulier, des investigations ont été menés sur la structuration des matériaux en solution et en films minces. En divers solvants organiques, l'agrégation des molécules discotiques en colonnes d'une taille de quelques nanomètres a été mis en évidence, avec un empilement dense des disques dans la colonne et sans ordre intercolonnaire dépassant les voisins directs. Par diffraction des rayons X en incidence rasante, la structure des films minces a été exploré. Les résultats soulignent l'indispensable nécessité d'orienter les films de cristaux liquides colonnaires.

Les surfaces et interfaces de couches minces font aujourd'hui l'objet d'etudes approfondies pour leurs proprietes dans divers domaines tels que l'electronique, l'optique, le magnetisme. . . La maitrise de ces proprietes qui sont intimement liees a la morphologie des couches requiert une description fine de celles-ci, et plus particulierement de l'etat de rugosite de leurs surfaces et interfaces. A travers l'etude de deux types de rugosite : une rugosite gaussienne et une rugosite structuree, la technique de diffusion de rayons x en incidence rasante qui est potentiellement capable de sonder surfaces et interfaces, a confirme qu'elle etait un outil tout a fait adapte a ce type de caracterisation permettant d'acceder a une description statistique globale (du nm au m). Le cas de rugosites gaussiennes a ete aborde au travers d'une etude systematique de deux couches minces, co/sio#2 et au/sio#2. La mise en parallele de differentes techniques experimentales (diffusion de rayons x, afm et tem) a permis de determiner l'etat de rugosite de ces couches minces, non seulement au niveau des surfaces mais aussi a celui des interfaces. Tous les parametres determines par l'analyse de diffusion de rayons x ont ete confirmes par les techniques complementaires utilisees. La morphologie d'une rugosite structuree de surface d'un film mince de si sur un substrat de si(111) fortement desoriente a ete etudiee. Nous avons montre que les mesures de diffusion de rayons x en incidence rasante etaient fortement influencees par la morphologie a grande echelle (plusieurs m) de la surface. L'analyse des mesures basee sur des approches optique et cinematique classique a permis de determiner les caracteristiques essentielles de la morphologie de cette surface et a mis en evidence l'importance du desordre lateral de la surface. L'introduction de ce desordre, qui s'est revele etre la difficulte majeure de cette analyse, a permis de discuter de variations tres minimes du profil de surface.

Le spectre des fluctuations de hauteur de differentes interfaces liquide/vapeur (dont l'interface eau/air) a ete mesure jusqu'a des transferts de vecteur d'onde de l'ordre de 10 1 0 m - 1, par diffusion diffuse de rayons x hors du plan d'incidence. Il ressort de ces experiences que la tension de surface depend de l'echelle, et diminue lorsque le vecteur d'onde augmente. Nous nous sommes ensuite interesses aux films d'acide gras a l'interface eau/air. Une methode basee sur la diffusion diffuse de rayons x est proposee pour mettre en evidence les transitions de phase du premier ordre dans ces systemes. Dans le cas de l'acide behenique, elle permet de predire l'existence d'une nouvelle transition. Les compressibilites lineaires de differentes phases observees dans les films d'acide gras ont ete mesurees par diffraction de rayons x. Trois mecanismes de compression, chacun associe a differents ordres de grandeur des compressibilites, ont ainsi pu etre mis en evidence. Le spectre des fluctuations de hauteur de ces films a ete mesure par diffusion diffuse de rayons x. La forme obtenue est bien celle attendue pour un film rigide, mais l'estimation du module de courbure, qui peut etre effectuee de deux manieres differentes, donne apparemment des resultats incoherents : 5 k bt dans un cas, et 100 k bt dans l'autre. Enfin, le spectre des fluctuations de hauteur a pu etre mesure dans le cas plus delicat d'une interface liquide/liquide : un film de dppc a l'interface eau/hexadecane. Lors de la compression, une rigidification du film est observee, le module de courbure passant de quelques dixiemes de k bt a quelques k bt.

Ce manuscrit se concentre sur l'analyse du GISAXS d'îlots sur un substrat. Les données GISAXS doivent être analysées de façon quantitative afin d'obtenir des paramètres morphologiques précis (courbes de croissance, forme d'équilibre de l'îlot et énergie interfaciale) pour le processus d'élaboration. L'accent est mis sur le facteur de forme de l'îlot, c'est-à-dire la transformée de Fourier de la forme de l'îlot. On montre que la forme de l'îlot et la taille peuvent être obtenues à partir de la symétrie de l'îlot, la présence de facettes de l''îlot, le comportement asymptotique loin dans l'espace réciproque pour une grande polydispersité et les zéros ou les minima de l'intensité pour une faible polydispersité. Une comparaison approfondie entre l'approximation de Born et l'approximation plus précise de l'onde distordue (DWBA) met en évidence la spécificité apportée par la géométrie en incidence rasante. L'analyse quantitative est illustrée pour des images GISAXS acquises in situ pendant l'épitaxie par jet moléculaire de nano-îlots Ag ou Pd sur MgO(001) pour différentes épaisseurs et températures. Les paramètres morphologiques obtenus sont en très bon accord avec des résultats de microscopie électronique à transmission. Finalement, la diffusion incohérente a été mise en évidence en GISAXS et a pour origine des corrélations entre les îlots.

La determination des structures cristallographiques des surfaces de semiconducteurs joue un role preponderant dans la comprehension de leurs proprietes physiques. Lors de la croissance par jets moleculaires de l'alliage ternaire (in,ga)as contraint sur gaas(001), un phenomene de segregation de l'indium en surface se produit. La diffraction des rayons x en incidence rasante (dxir) s'est averee une methode experimentale puissante pour etudier les alliages de surface formes. Des mesures de dxir ont permis de reveler un ordre chimique des cations dans la maille unite de la surface reconstruite (2 3) caracteristique de ce systeme. Des surfaces incommensurables reconstruites (2 n), avec n<3 ou n>3 ont pu etre stabilisees en deposant une fraction de monocouche d'inas sur une surface de gaas reconstruite (2 4) ou (c4 4). L'ecart a la commensurabilite est decrit en introduisant une distribution statistique de fautes dans l'arrangement structural de reference (2 3) et peut etre ainsi relie a la concentration de surface de l'indium. Pour rendre compte de l'intensite diffusee par ces modeles structuraux desordonnes, nous avons applique une approche theorique qui traite l'enchainement aleatoire d'objets decrivant les surfaces (in,ga)as reconstruites (2 n). Le desordre structural unidimensionnel est bien decrit par des sequences de blocs reconstruits constituants de la maille de surface (2 3) in 2 / 3ga 1 / 3as/gaas(001) et rend compte de la forme des profils d'intensite mesures. Dans le cas de l'alliage in 0 , 5 3ga 0 , 4 7as adapte sur inp(001), le modele structural de la surface reconstruite (2 4) a aussi ete determine. Il presente des elements structuraux communs aux surfaces (2 n) commensurables ou non. Toutefois, l'ordre chimique decele en surface est different de celui deja observe : le dernier plan de cations, ordonne, n'est pas enrichi en indium par rapport au volume alors que l'avant dernier l'est.

Dans ce travail consacre a la diffusion centrale des rayons x en incidence rasante (gisaxs), nous avons montre l'interet et les potentialites de cette technique pour la caracterisation morphologique d'agregats deposes sur un substrat ou inclus dans une couche superficielle. Le fait que l'angle d'incidente soit inferieur au degre, permet de definir deux configurations de la technique gisaxs. Quand l'angle d'incidence est egal a l'angle critique de l'echantillon, nous pouvons caracteriser des agregats deposes sur un substrat. Cette configuration nous a permis d'etudier des depots d'or elabores par pulverisation ionique. Les resultats ont alors ete confrontes avec ceux obtenus en microscopie electronique en transmission. La possibilite d'obtenir une information sur la hauteur des amas d'or et d'en analyser un grand nombre sont les atouts majeurs de la technique gisaxs par rapport a la microscopie electronique. Nous avons ensuite etudie les premiers stades de la croissance de depots d'or obtenus par mixing dynamique par un faisceau d'ions ar#+ d'energie 120 kev. Les resultats gisaxs montrent que les effets de l'assistance dependent du degre d'assistance ainsi que de la quantite d'or deposee. Pour des degres d'assistance inferieurs a 1%, aucun effet du a l'assistance n'est observe. Pour des faibles quantites deposees, l'assistance produit une augmentation de la densite d'amas. Dans le cas de quantites deposees plus importantes, nous observons des variations opposees. On interprete ces constatations comme resultant d'une competition entre des phenomenes induits par le bombardement qui sont une augmentation de sites de nucleation et une diffusion acceleree

La diffusion centrale des rayons X en incidence rasante a été appliquée à l'étude in situ de la croissance de nano-objets supportés. En s'appuyant sur une analyse quantitative des mesures expérimentales, la forme, la taille, l'orientation et la distance entre les nanostructures ont été déterminées. Nous avons appliqué cette technique à la caractérisation de la croissance d'agrégats de palladium sur MgO(001). La confrontation des résultats obtenus avec ceux déduits des clichés de microscopie électronique à transmission a permis de valider l'analyse. Plus particulièrement l'énergie d'interface entre les agrégats de palladium et MgO(001) a été déterminée. D'autre part nous avons étudié la croissance auto-organisée de plots de cobalt sur différents substrats nanostructurés. Tout d'abord sur un système modèle, la surface d'Au(111), qui démontre la sensibilité de cette technique aux tous premier stades de l'organisation. Puis sur une surface d'Au(677) crantée et enfin sur un film mince d'argent sur MgO(001) nanostructuré par un réseau de dislocations enterré. Dans chaque cas, la morphologie des plots et le degré d'ordre à longue distance ont été obtenus. Les interférences entre les ondes diffusées par la structuration de la surface et celles diffusées par les plots de cobalt mettent en évidence le phénomène d'auto-organisation et permettent de localiser le site de nucléation-croissance.

L'implantation ionique à très basse énergie (< 5keV) dans le silicium est utilisée pour la production de transistors CMOS. Les défauts présents dans le Si après implantation et recuit jouent un rôle crucial pour les performances du dispositif et, de ce fait, leur caractérisation structurale est fondamentale. Dans ce travail, je vais montrer que la combinaison de différentes techniques de diffusion de rayons X est une méthode puissante et non destructive pour réaliser ce but. La diffraction de rayons X révèle la distribution en profondeur de la contrainte dans le cristal de Si et la réflectivité spéculaire le profil de la densité électronique. La diffusion diffuse à incidence rasante (GI-DXS) permet de distinguer les défauts ponctuels des défauts étendus avec une résolution en profondeur. En raison du faible signal des défauts, l'utilisation du rayonnement synchrotron est nécessaire. GI-DXS est particulièrement adaptée à la caractérisation des défauts de fin de parcours.

Les projets de Collisionneur International Linéaire et de lasers X à électrons libres reposent sur les performances des cavités supraconductrices radiofréquence en niobium pour une accélération efficace des particules. Une remarquable amélioration du champ accélérateur est couramment obtenue après un traitement des cavités à basse température (T<150°C pour plusieurs heures). L'origine microscopique de cet effet est jusqu'à présent indéterminée ; cependant, il a été proposé qu'une redistribution de l'oxygène interstitiel dans le niobium entre en cause. Ce travail présente une étude de surface de monocristaux de niobium oxydés par différentes techniques in-situ et non-destructives aux rayons X : réflectivité des rayons X, diffraction de rayons X en incidence rasante, diffusion diffuse, mesures de tiges de troncature, et spectrométrie photoélectronique X. Un premier aperçu de l'interaction entre la dissolution/formation de l'oxyde et l'apparition d'oxygène interstitiel sous la couche d'oxyde est donné. La couche d'oxyde naturelle sur les surfaces Nb(110) et Nb(100) est constituée de Nb2O5, NbO2 et NbO, de la surface vers l'interface. L'oxyde chauffé sous vide se dissout progressivement de Nb2O5 en NbO2 à basses températures, et finalement en NbO à 300°C. L'interface Nb(110)/NbO(111) vérifie une relation d'épitaxie de type Nishiyma-Wasserman. Le profil de concentration en oxygène interstitiel indique une région riche en oxygène dans le direct voisinage de l'interface niobium/oxyde. Aucun appauvrissement en oxygène interstitiel n'a été observé sous la couche d'oxyde pour les traitements thermiques à basse température et les préparations de surface étudiées
X-ray free electron layers and the future International Linear Collider project are based on the performance of niobium superconducting rf cavities for efficient particle acceleration. A remarkable increase of the rf accelerating field is usually achieved by low-temperature annealing of the cavities (T <150°C, several hours). The microscopic origin of this effect has remained unclear; however, it has been argued that a redistribution of subsurface interstitial oxygen into niobium is involved. Ln this study, the near surface structure of oxidized niobium single crystals and its evolution upon vacuum annealing has been studied by means of non-destructive in-situ surface sensitive x-tay techniques : x-ray reflectivity (XRR) , grazing incidence x-ray diffraction (GIXD), diffuse scattering (GIDXS), crystal truncation rods measurements (CTRs), and high-resolution core-level spectroscopy (HR-CLS). A first insight into the interplay between the oxide formation/dissolution and the occurrence of subsurface interstitial oxygen has been given. The natural oxide on Nb(110) and Nb(100) surfaces is constituted of Nb2O5, NbO2 and NbO, from the surface to the interface. It reduces progressively upon heating from Nb2O5 to NbO2 at low temperatures, and to NbO at 300°C. The Nb(110)/NbO(111) interface presents a Nishiyma-Wasserman epitaxial orientation relationship. The depth-distribution of interstitial oxygen has been established indicating that most of the oxygen is located in the direct vicinity of the oxide/niobium interface. No evidence of oxygen depletion below the oxide layer has been observed for the low temperature thermal treatments and surface preparations investigated in this study

Ce travail s'inscrit dans le cadre des etudes menees pour synthetiser de nouveaux materiaux nanostructures, notre but etant d'elaborer des couches minces composees d'agregats metalliques encapsules dans des nanocages graphitiques. Pour ce faire, nous pulverisons une cible composite graphite-metal ou le metal est un element immiscible avec le carbone tel que cu, ag, pt ou fe. Les couches minces obtenues sont ensuite caracterisees du point vue microstructural a l'aide des deux techniques complementaires suivantes : la microscopie electronique en transmission (image locale dans l'espace reel a l'echelle atomique) et la diffusion centrale des rayons x en incidence rasante ou gisaxs (image moyennee dans l'espace reciproque). Nous montrons que les couches minces sont toujours constituees d'agregats metalliques (1 a 20 nm en taille) repartis de facon homogene dans des matrices plus ou moins graphitiques. Selon les conditions experimentales d'elaboration (temperature du substrat pendant le depot, concentration en carbone, assistance par un faisceau ionique de haute energie en cours de croissance, vitesse de depot), les agregats sont soit spheriques, soit allonges selon la direction de croissance des couches. Dans le premier cas, ils se forment par diffusion volumique ; dans le second cas, c'est la diffusion superficielle des especes atomiques qui gouverne la precipitation, assurant une croissance colonnaire des agregats. De plus, sous certaines conditions (temperature du substrat superieure a 300c, assistance), des couches de graphene se forment autour des agregats, assurant leur encapsulation dans des nanocages graphitiques imparfaites. Des proprietes interessantes de tribologie (systeme c-ag) et de magnetisme (systeme c-fe) sont egalement mises en evidence.

L'objectif de cette these est d'etudier la structure du silicium poreux (sp) par des techniques de rayons x pour comprendre les mecanismes de formation. L'echelle nanometrique de la structure poreuse necessite des moyens d'investigation non destructifs et sensibles a cette echelle. De plus, le caractere cristallin connu dans le cas du type p, conduit naturellement a l'utilisation de la diffraction des rayons x pour tous types de sp. Ainsi, nous avons suivi in situ les deformations pendant la formation et la dissolution chimique du sp. Pour le type n, l'etude systematique en fonction du temps de formation, par diffraction et reflectivite de rayons x, completee par des mesures directes, montre deux types de materiaux : fabrique dans l'obscurite, la structure du sp est continue mais non homogene en profondeur et la formation presente trois phases distinctes dans le temps. Fabrique sous illumination, la structure, stratifiee, se compose d'un cratere au dessus de couches nanoporeuse et macroporeuse. La diffusion des rayons x est ensuite utilisee pour la caracterisation structurale des divers types de sp. Les reflectivites speculaire et hors speculaire permettent l'etude des interfaces de la couche. Pour le front d'attaque du type p, les mesures sont comparees au profil de la surface obtenu directement par microscopie a force atomique et profilometrie. Deux echelles de structure apparaissent : une echelle mesometrique ou l'interface n'evolue pas avec le temps d'attaque, pour une longueur de correlation autour de 100 nm et une echelle macroscopique ou des defauts apparaissent en cours d'attaque pour une longueur de correlation pouvant atteindre 600 nm. Finalement, la diffusion des rayons x en incidence rasante mesuree hors du plan conduit a une taille de particule de quelques nanometres de diametre, et une forte correlation dans le plan de la surface est systematiquement observee. La transition entre diffusion de surface et de volume est egalement mise en evidence.

Un nouvel instrument est presente, qui permet l'elaboration d'interfaces dans une chambre ultra-vide et l'etude in situ de leur structure et de leur morphologie par diffusion des rayons x en incidence rasante (dxir). Il est installe sur la ligne de lumiere crg/if d32 de l'esrf. Une nouvelle description du mode de croissance de l'ag sur le mgo est proposee, dans laquelle, des 0. 2 monocouches (mc) d'ag deposees, le depot est sous forme d'ilots et la majorite de l'ag est relaxee. La signification physique de la fraction en site de l'ag est discutee, ainsi que les possibilites de calcul des positions atomiques dans un ilot d'ag deforme par les contraintes d'epitaxie dues au mgo. La preparation de surfaces de mgo bien adaptees aux etudes par dxir est decrite. Les phases presentes dans differents depots de ni sur ag (001) ont ete identifiees et caracterisees. A tous les montants de depots de 1 a 20 mc, trois phases coexistent : du ni en site, du ni (001) relaxe et du ni (011) 4h, qui forment des colonnes s'etendant jusqu'a la surface du depot. Une rugosification de l'ag liee au depot de ni a ete mise en evidence, ainsi que de fortes deformations de l'ag. La nitruration a l'aide d'une source d'azote a resonance cyclotron electronique (ecr) des surfaces (001) et (-1-1-1)b du gaas a ete etudiee. Pour former une couche de gan d'epaisseur bien definie il est preferable de separer la phase d'implantation des atomes d'azote dans le gaas de la phase de recuit declenchant la formation du gan. Des developpements de la technique d'analyse sont presentes, qui concernent en particulier les calculs de resolution instrumentale et l'analyse des donnees de diffusion aux petits angles en incidence rasante.

Ce memoire est consacre a la caracterisation des couches minces amorphes d'oxynitrures de silicium sioxnyhz preparee par pecvd. Ces materiaux isolants jouent un role de plus en plus important dans le domaine de la microelectronique. Ils ont donne lieu a un programme europeen de recherche esprit-deson qui a implique six laboratoires europeens et dans lequel nous sommes intervenus. Nous nous sommes attaches a caracteriser les oxynitrures de silicium a l'aide de plusieurs techniques x: reflectometrie x, diffusion des rayons x en incidence rasante, exafs, xanes et xps. L'epaisseur, la densite et la rugosite des couches ont ete determinees. Il est apparu que les couches sont peu denses pour les compositions proches du nitrure de silicium a cause de la presence d'hydrogene. La densite evolue en fonction du taux d'incorporation d'oxygene par rapport a l'azote, o/(o+n), dans le materiau avec une transition caracteristique pour o/(o+n)=0,4 qui est a relier aux proprietes physiques des oxynitrures. Par ailleurs, nous avons trouve une forte rugosite pour les couches deposees sur fluorure de calcium liee au mode de croissance. L'etude structurale a constitue notre principal centre d'interet et a necessite la mise en uvre de plusieurs techniques experimentales du fait que le materiau est compose de plusieurs especes atomiques. Les experiences de diffusion des rayons x ont ete realisee en incidence rasante afin de minimiser la contribution parasite due au substrat. Il est montre que la structure des oxynitrures de silicium etudies n'est pas constituee d'un simple melange des phases binaires: silice et nitrure de silicium amorphes. Un effet sur les premieres distances interatomiques si-o et si-n a ete observe qui a ete interprete par une certaine homogeneisation des sites si-o-si et si-nh-si pour les oxynitrures de composition intermediaires. D'autres caracteristiques sont aussi rapportees

Ce travail de thèse porte sur l'étude d'oxydes (ZnO et SiO2) fabriqués par voie sol-gel. Dans un premier temps, nous avons étudié la cinétique de croissance des nanoparticules de ZnO en milieu aqueux. L'étude in-situ de la croissance d'oxyde de zinc par la technique de croissance en milieu aqueux (ACG) a été réalisée grâce à la radiation synchrotron de l'ESRF sur la ligne ID10B. Nous avons réalisé la diffraction de rayons X en incidence rasante sur un substrat plongé dans une solution constituée de nitrate de zinc hexahydraté [Zn(NO3)2,6H2O], d'hexamethylenetetramine (HMT) (C6H12N4) et de l'eau dé-ionisée comme solvant. Nous avons réussi à mettre en évidence l'existence de nanoparticules de ZnO dans la solution et suivre la cinétique de formation. La deuxième partie de ce travail est consacrée à l'étude des films minces de silice mésoporeux structurés par un tensioactif connu sous l'acronyme Brij58. Nous avons commencépar établir le diagramme de phase du Brij58 par la diffusion centrale des rayons X (SAXS), complété par l'établissement d'un diagramme d'état solide-liquide par la rhéologie. Grâce à ce diagramme de phase nous avons pu fabriquer des films minces de silice. L'étude de la structuration des films a été réalisée par la diffusion des rayons X en incidence rasante (GISAXS) et la réflectivité des rayons X. Nous avons finalisé ce travail par l'utilisation des films mésoporeux comme matrice hôte à deux fluides : l'eau et le CO2, et par l'insertion de nanocristaux de ZnO dans les pores de la matrice mésoporeuse.

Dans ce mémoire sont abordées quelques études sur la dynamique hors-équilibre des surfaces cristallines. L'accent est porté sur le démouillage de films minces monocristallins et sur les instabilités morphologiques induites par électromigration. Sur le plan instrumental, la Microscopie à Electrons Lents et la Diffusion Centrale des Rayons X en Incidence Rasante nous ont permis d'accéder à la dynamique des phénomènes in situ et en temps réel. Nous montrons que le démouillage à l'état solide des films minces de Silicium et de Germanium sur Silice conduit à des instabilités dendritiques du front de démouillage pilotées par le gain d'énergie de surface/interface et cinétiquement contrôlées par la diffusion de surface des adatomes. Le rôle central du facettage sur les instabilités morphologiques du front de démouillage est étudié en détails, en particulier certaines orientations cristallines limitent la vitesse de recul du front de démouillage et favorisent le développement de fronts droits stables. Les instabilités morphologiques induites par électromigration sur les faces vicinales de Silicium sont un moyen d'étudier les interactions élastiques entre marches atomiques. Nous montrons que ces interactions favorisent le développement successif d'une onde de densité de marches puis d'un facettage périodique de la surface aux temps longs. Enfin est abordée l'étude de la croissance auto-organisée de nanostructures de Pd sur une surface oxydée de Ni3Al et nous terminons par quelques perspectives concernant l'étude de la dynamique de la ligne triple solide-solide-vapeur ainsi que sur la technique de Microscopie à Electrons Lents.

Les travaux présentés dans ce manuscrit sont consacrés à l'étude structurale (taille, déformation, défauts, composition) d'îlots de Ge sur substrats de Si(001) nominaux et pré-structurés durant ou après croissance par épitaxie par jet moléculaire, en utilisant la diffraction (anomale) des rayons X en incidence rasante àl'Installation Européenne de Rayonnement Synchrotron (ESRF).
Les échantillons ont été caractérisés soit ex situ après croissance sur la ligne de lumière ID01, soit in situ durant leur croissance par EJM grâce au dispositif dédié sur la ligne BM32.
Les effets dynamiques associés à l'utilisation de l'incidence rasante ont été étudiés sur la base de simulations des champs de déformations dans les nanostructures de Ge. Les résultats ont montré l'influence majeure de l'angle d'incidence sur l'intensité diffusée par les nano-objets de taille de l'ordre de la centaine de nanomètres. Une nouvelle technique de rayons X a été développée pour détecter leur présence et étudier la structure de leur coeur en se concentrant sur l'intensité diffusée par les défauts autour de réflexions interdites. Pour comprendre les dynamiques de croissance, la forme, la taille, le mode de croissance, la composition et la présence éventuelle de défauts et/ou d'ordre atomique à l'intérieur des nanostructures ont été caractérisés en fonction du dépôt, de sa température, de la vitesse de croissance et du recuit. L'évolution des déformations, la transition élastique-plastique, l'interdiffusion et leur relation avec les différentes morphologies des îlots ont été étudiés grâce à l'utilisation de techniques in situ de rayons X. L'étude a mis en évidence l'apparition précoce des dislocations dans les îlots durant la croissance lente de Ge sur Si(001) et la formation d'un nouveau type de superdomes qui résulte de la coalescence d'îlots.
Enfin, les croissances sur surfaces Si(001) nominales et pré-structurées ont étécomparées. La structuration a été obtenue soit par lithographie électronique soit par collage moléculaire et attaque chimique. Ces études ont permis de montrer qu'en modulant la surface, il est possible de changer l'état de relaxation et l'énergie élastique totale des îlots sans modifier leur composition moyenne en Ge. Ces résultats ont aussi révélés que le processus d'interdiffusion n'est pas induit par la contrainte mais plutôt par les phénomènes de diffusion de surfaces.