Croissance combinatoire d’hétérostructures par dépôt PLD/PVD
Description
Le GREMAN a amélioré la croissance combinatoire d’hétérostructures par la technique de dépôt laser pulsé (CPLD) au cours des 15 dernières années. La CPLD est basée sur la capacité de déposer, sur un unique substrat et en une seule passe de dépôt, une couche avec des modulations chimiques continues dans le plan et/ou avec une variation d’épaisseur. L’empilement de couches modulées permet de synthétiser une collection d’hétérostructures variant continument au sein du même échantillon. Cette méthode garantit des conditions de croissance identiques et élimine la variabilité des échantillons d’un dépôt à l’autre. Cela nécessite un contrôle local de la composition et de l’épaisseur n’importe où sur le substrat, obtenu en synchronisant la sélection de la cible, les impulsions laser et le mouvement du masque d’ombrage (pochoir). Un cycle de dépôt correspond à la croissance d’une seule monocouche (ML) avec un gradient de composition continu dans le plan (figure 1a). La répétition de ce cycle conduit à l’épaisseur totale souhaitée. Une plateforme de caractérisations locales et haut débit a été mise en place pour corréler les variations de stœchiométrie (WDS, ESCA/UPS couplé au bâti CPLD) avec les propriétés structurales et électriques (voir plateforme « Caractérisation structurale et électrique de couches à gradient 2D ») de manière statistique. Une approche originale impliquant trois cibles est utilisée pour étudier les diagrammes de phases ternaires (figure 1b) en gardant une caractérisation statistique.
Basé sur la PLD, la CPLD est particulièrement adaptée aux hétérostructures d’oxydes épitaxiés ou polycristallins. Couplée à deux canons de pulvérisation cathodiques (dc/rf) in-situ, elle permet également d’élaborer des hétérostructures métal/oxyde modulées potentiellement intéressantes pour la spintronique.
Localisation
Laboratoire GREMAN, UMR-7347 CNRS-Université de Tours.
Contacts
Responsable de la plateforme / Coordonnateur du projet ciblé associé : Jérôme WOLFMAN
Caractéristiques techniques
- Taille de l’échantillon 10 mm x 10 mm, épaisseur totale de l’hétérostructure 1-300 nm
- Température de dépôt 750°C max sous 0,3 Torr d’O2.
- Laser ns KrF : 248nm, fluence max 2,5 J/cm2, 10Hz, faisceau homogénéisé
- Jusqu’à 8 cibles (PLD) + 2 cathodes magnetrons (DC/RF)
- RHEED in-situ haute pression (jusqu’à 0,3 Torr / diffraction électronique à incidence rasante)
- Chambre d’analyse ESCA/UPS couplée à la chambre PLD (à installer au 1er trimestre 2025)
Projet ciblé associé
