| note
| - Les variations dans les courbe dite V(z), obtenues en microscopie acoustique, donnent des renseignements sur la vitesse des modes guidés par la surface. Le but de ce travail est alors de contribuer à caractériser les matériaux en cherchant à déterminer leurs constantes élastiques à partir de la vitesse des modes guidés. Le calcul du coefficient de réflexion pour différentes structures telles que solide anisotrope semi-infini, plaque, multicouche, multicouche sur substrat, est présenté tout d'abord. Des résultats de simulation de courbes V(z,f) pour des matériaux isotropes, où f est la fréquence, et V(z,) pour des matériaux anisotropes, où est l'angle azimutal, sont ensuite présentes pour les différentes structures précédemment décrites. A partir des profils de vitesse obtenus en fonction de l'angle azimutal par la méthode de Kushibiki, des simulations de recherche de constantes élastiques sont présentées pour un substrat de MgO, ainsi que pour une couche de TiN sur ce même substrat. La méthode repose sur une procédure utilisant l'algorithme du simplexe afin de minimiser l'écart entre les vitesses calculées, pour un jeu de constantes donne, et celles mesurées. Dans le cas de matériaux isotropes se comportant comme des guides d'ondes, tels qu'une plaque mince ou un dépôt sur un substrat, une variante originale de cette méthode est proposée. Elle repose sur l'obtention d'un profil fréquentiel d'une grandeur homogène à une vitesse associée à une résonance globale de la structure. Les deux méthodes d'obtention des constantes élastiques sont ensuite validées expérimentalement, respectivement sur un substrat de silicium (symétrie cubique) et sur des plaques de verre et d'aluminium (isotrope). Dans tous ces cas, les valeurs des constantes ont pu être déterminées avec une très bonne précision, et il a pu être vérifié également les prévisions des simulations concernant l'écart initial maximal tolérable sur les constantes.
- The principle of the acoustic microscopy is based on the use of spherical or cylindrical lens allowing to focus the acoustic waves propagating in a fluid. The variations in the so-called V(z) curve give informations on the speed of the surfacically guided waves. The purpose of this work is to contribute to the characterization of materials by trying to determine their elastic parameters out of the speed of the guided waves by the use of an optimization algotrithm based on the simplex. Since the reflection coefficient is necessary for the modeling of the answer of the microscope, it’s calculation for various structures such as semi-infinite anisotropic solid, plate, multilayer, multilayer on substrate, is presented at first. The problems of numerical stability are also discussed in trying to bring a partial solution by including a symbolic calculation code.The numerical prediction of V(z) curves is then discussed. Results of simulation of V(z, f) curves for isotropic materials, where f is the frequency, and of V (z, Φ) for anisotropic materials where Φ is the azimutal angle are presented for the set of structures firstly described. From the profiles of speed obtained versus the azimutal angle by using the Kushibiki’s method, simulated calculations of the elastic parameters are presented for a substrate of MgO, as well as for a TiN layer on this particular substrate.The method is based on a procedure using the algorithm of the simplex in order to minimize the gap between the speedscalculated for a given set of constants and the measured ones. In the case of isotropic materials behaving as wave-guides, such as a thin plate or a coated substrate, an original variant of this method is proposed. This one is based on the use of a profile versus the frequency of a parameter; which is homogeneous to a speed associated to a global resonance of the structure. The determination of the elastic constants is then made by minimizing the gap between the profiles of the measured and calculated speeds versus frequency. Using these methods, several experiments have been led and showed the importance of a precise knowledge of the geometrical characteristics of the used probe (curvature, opening angle). Both methods for the determination of the elastic parameters were then experimentally validated, respectively on a silicon substrate (cubic symmetry ) and on glass and aluminium plates (isotropic). In all cases, the values of the elastic parameters were determined with a very good precision. The prediction regarding the maximal initial gap constants were verified as well.
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