Tungsten-silicon multilayers for X-Ray optics at 0.154 nm: Evaluation of interfacial structure and methods for shaping the substrate.

Multicouches tungstène-silicium pour les optiques RX à 0,154 nm : Etude de la structure interfaciale et mise en forme.

Vladimir Vidal (1)

1 IM2NP - Institut des Matériaux, de Microélectronique et des Nanosciences de Provence

This thesis focuses on the implementation of X-ray focusing optics based on tungsten-silicon multilayer produced by RF sputtering for the wavelength 0.154 nm corresponding to the Kα line of copper. This work has demonstrated the feasibility of such optics with a gradient in period ranging from 1.8 nm to 2.2 nm and operating with high angles of incidence of about 2 degrees. Reflectivity, diffraction, fluorescence, and absorption fine structure excited by standing waves (GIXA: glancing-incidence X-ray analysis and SWEXAFS: Standing Wave Extended X-Ray Absorption Fine Structure) have been used to caracterize the layers structure and the interfacial structure in the W/Si system. A structural model for multilayers depending on the tungsten quatity deposited has been developed. This model can explain the loss of reflectivity of thin multilayers by the presence of chimically diffuse interfaces. We have also studied methods for shaping the optics adapted to a laboratory source and yielding a convergent beam. The use of the residual stress as a tool for shaping has been studied as an alternative method to mechanical bending.

Ce travail de thèse porte sur la mise en oeuvre d'optiques focalisantes à base de multicouches tungstènesilicium réalisées par pulvérisation cathodique RF pour la longueur d'onde 0,154 nm qui correspond à la raie Kα du cuivre. Ce travail a montré la faisabilité de telles optiques avec un gradient de période allant de 1,8 nm à 2,2 nm et pouvant fonctionner avec des angles d'incidence élevés de l'ordre de 2 degrés. L'étude des spectres de réflectivité, de diffraction et, de fluorescence et de structure fine d'absorption excitées par onde stationnaire (GIXA : glancing-incidence X-ray Analysis et SWEXAFS : Standing Wave Extended X-Ray Absorption Fine Structure) a permis de caractériser la structure des couches et de la structure interfaciale des systèmes W/Si et de définir un modèle structural pour les multicouches dépendant de la quantité de tungstène déposée. Ce modèle permet d'expliquer la perte de réflectivité des multicouches à faible épaisseur par la présence d'une couche de mélange aux interfaces. Nous avons également étudié la mise en forme de ces optiques adaptées à une source de laboratoire et permettant d'obtenir un faisceau convergent. L'utilisation de la contrainte résiduelle comme outil de mise en forme a été étudiée comme alternative à une courbure mécanique.

Mots clés: MULTILAYERS; TUNGSTEN; SILICON; X-RAY OPTICS; REFLECTIVITY

Mots clés: MULTICOUCHES; TUNGSTENE; SILICIUM; OPTIQUES RX; REFLECTIVITE; FLUORESCENCE; INTERFACES

Domaines: Matière Condensée [cond-mat]

Vladimir Vidal. Multicouches tungstène-silicium pour les optiques RX à 0,154 nm : Etude de la structure interfaciale et mise en forme.. Matière Condensée [cond-mat]. Université Paul Cézanne - Aix-Marseille III, 2009. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00566902⟩