Comptes Rendus
Surfaces, interfaces, films
Origin and quantification of anomalous behaviour in velocity dispersion curves of stiffening layer/substrate configurations
[Origine et quantification des anomalies des courbes de dispersion des vitesses dans les structures films rigides/substrats]
Comptes Rendus. Physique, Volume 8 (2007) no. 7-8, pp. 948-954.

La détermination ainsi que la compréhension des phénomènes d'élasticité dans les couches minces sont indispensables pour la conception et la technologie de divers composants modernes. Dans ce contexte, l'effet de rigidité des films déposés sur des substrats est étudié via les courbes de dispersion positive ; ces courbes représentent la variation de la vitesse de propagation des ondes acoustiques en fonction de l'épaisseur des couches. La présente investigation de plusieurs combinaisons de films (ZnO, Al, SiO2, Cr, Si, SiC, AlN, Si3N4 et Al2O3) déposés sur des substrats en Cu et/ou Si a révélé l'existence de deux types d'anomalies : (i) vitesse, V, plus élevée que celle de Rayleigh de la couche, VRL ; et (ii) vitesse plus faible que celle de Rayleigh du substrat, VRS. Ces phénomènes sont analysés et quantifiés en terme d'un paramètre élastique que nous avons défini comme étant le rapport des vitesses et des densités des films et des substrats. Ainsi, il nous a été possible de déduire que le premier cas, V>VRL, apparaît pour ξ<0,4 ; par contre le comportement inverse, V<VRS, est obtenu pour ξ>1. Les anomalies disparaissent pour 0,4ξ1 ; dans cet intervalle on obtient les courbes de dispersion conventionnelles (augmentation initiale suivie d'une saturation). Par conséquent, ce comportement, quantifié avec succès par ξ, peut être attribué à l'effet combiné des vitesses et des densités.

Layer stiffening effects are studied via positive dispersion curves calculated for several layer/substrate configurations. The investigated layers (ZnO, Al, SiO2, Cr, Si, SiC, AlN, Si3N4 and Al2O3) deposited on Cu and/or Si substrates, showed two types of anomalous behaviour: velocities greater than the layer Rayleigh velocity and those smaller that the substrate Rayleigh velocity. The appearance and disappearance of these phenomena are analysed and quantified in terms of a suggested elastic parameter, ξ, which shows that their origin is due the combined effect of the velocities and densities of both the layer and the substrate.

Reçu le :
Accepté le :
Publié le :
DOI : 10.1016/j.crhy.2007.08.001
Keywords: Thin films, Velocity dispersion, Reflection, Surface acoustic waves, Stiffening effect
Mot clés : Couches minces, Dispersion de la vitesse, Réflexion, Ondes acoustique de surface, Effet de rigidité

Zahia Hadjoub 1 ; Imène Beldi 1, 2 ; Abdellaziz Doghmane 1

1 Laboratoire des semi-conducteurs, département de physique, faculté des sciences, Université Badji-Mokhtar, Annaba, BP 12, DZ-23000 Algeria
2 Département des sciences fondamentales, faculté des sciences et sciences de l'ingénieur, Université 20.08.1955, Skikda, BP 26, DZ-21000 Algeria
@article{CRPHYS_2007__8_7-8_948_0,
     author = {Zahia Hadjoub and Im\`ene Beldi and Abdellaziz Doghmane},
     title = {Origin and quantification of anomalous behaviour in velocity dispersion curves of stiffening layer/substrate configurations},
     journal = {Comptes Rendus. Physique},
     pages = {948--954},
     publisher = {Elsevier},
     volume = {8},
     number = {7-8},
     year = {2007},
     doi = {10.1016/j.crhy.2007.08.001},
     language = {en},
}
TY  - JOUR
AU  - Zahia Hadjoub
AU  - Imène Beldi
AU  - Abdellaziz Doghmane
TI  - Origin and quantification of anomalous behaviour in velocity dispersion curves of stiffening layer/substrate configurations
JO  - Comptes Rendus. Physique
PY  - 2007
SP  - 948
EP  - 954
VL  - 8
IS  - 7-8
PB  - Elsevier
DO  - 10.1016/j.crhy.2007.08.001
LA  - en
ID  - CRPHYS_2007__8_7-8_948_0
ER  - 
%0 Journal Article
%A Zahia Hadjoub
%A Imène Beldi
%A Abdellaziz Doghmane
%T Origin and quantification of anomalous behaviour in velocity dispersion curves of stiffening layer/substrate configurations
%J Comptes Rendus. Physique
%D 2007
%P 948-954
%V 8
%N 7-8
%I Elsevier
%R 10.1016/j.crhy.2007.08.001
%G en
%F CRPHYS_2007__8_7-8_948_0
Zahia Hadjoub; Imène Beldi; Abdellaziz Doghmane. Origin and quantification of anomalous behaviour in velocity dispersion curves of stiffening layer/substrate configurations. Comptes Rendus. Physique, Volume 8 (2007) no. 7-8, pp. 948-954. doi : 10.1016/j.crhy.2007.08.001. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2007.08.001/

[1] G.W. Farnell; E.L. Adler (R.N. Thurson; P.W. Mason, eds.), Physical Acoustics, vol. X, Academic Press, New York, 1972, pp. 35-127

[2] G.W. Farnell Acoustic Surface Waves (A.A. Oliner, ed.), Springer-Verlag, Berlin, 1978, pp. 13-60

[3] W.-S. Ohm; M.F. Hamilton J. Acoust. Soc. Am., 115 (2004), p. 2798

[4] Z. Hadjoub; I. Beldi; M. Bouloudenine; A. Gacem; A. Doghmane Electron. Lett., 34 (1998), p. 313

[5] O. Lefeuvre; P. Zinin; G.A.D. Briggs; A. Every Appl. Phys. Lett., 72 (1998), p. 856

[6] P. Zinin; O. Lefeuvre; G.A.D. Briggs; B.D. Zeller; P. Cawley; A.J. Kinloch; G.E. Thompson J. Appl. Phys., 82 (1997), p. 1031

[7] R.D. Weglein; G. Kim Ultrasonics Symp. (1981), p. 727

[8] Advances in Acoustic Microscopy (A. Briggs, ed.), Plenum Press, New York, 1995

[9] Z. Yu; S. Boseck Rev. Mod. Phys., 67 (1995), p. 863

[10] S. Bouhedja; I. Hadjoub; A. Doghmane; Z. Hadjoub Phys. Stat. Sol. (a), 202 (2005), p. 1025

[11] C.G.R. Sheppard; T. Wilson Appl. Phys. Lett., 38 (1981), p. 858

[12] L.M. Brekhovskikh Wave in Layered Media, Academic Press, New York, 1980

[13] L.M. Breekhovskikh; O.A. Godin Acoustics of Layered Media I, Springer-Verlag, Berlin, 1990

[14] I. Beldi, Z. Hadjoub, A. Doghmane, Phys. Chem. News (2007), in press

[15] J. Kushibiki; N. Chubachi IEEE Sonics Ultrason., SU-32 (1985), p. 189

[16] Y. Ohashi; J. Kushibiki IEEE Trans. Ultrasonics Ferroelectr. Freq. Control, 51 (2004), p. 686

[17] A. Briggs Acoustic Microscopy, Clarendon Press, Oxford, 1992

[18] R.D. Weglein; J.O. Kim Ultrasonics Symp. (1991), p. 727

[19] E. Chilla; A.V. Osetrov; R. Kokh Phys. Rev. B, 63 (2001), p. 113308

Cité par Sources :

Commentaires - Politique