La surface du quartz alpha : reconstructions et defauts ponctuels des faces (0001) et (100)

par FLORENCE BART

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de M. GAUTIER.

Soutenue en 1994

à Paris 6 .

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  • Résumé

    Cette these concerne les modifications structurales (reconstructions, defauts ponctuels) des surfaces y (100) et z (0001) du quartz , induites par des traitements thermiques a l'air et sous vide, ainsi que par des bombardements d'ions. La structure des surfaces a ete etudiee par diffraction d'electrons lents (leed), spectroscopie d'absorption x au seuil k de l'oxygene (xanes) et de pertes d'energie d'electrons lents en reflexion (reels). Apres un traitement chimique acide (hf) ou basique (naoh), les surfaces (100) et (0001) sont terminees par des atomes d'oxygene. Les derniers plans de surface ont la meme symetrie cristalline que les plans de volume correspondant. Un traitement thermique en atmosphere oxydante au delu de 600c induit une reconstruction (84 84) r11 de la surface (0001). L'interpretation que nous proposons repose sur le blocage en surface de la cinetique de la transformation de phase -b. La surface y-cut (100) du quartz presente une reconstruction du type (1x3) apres un traitement thermique a l'air a une temperature superieure a 500c. La reconstruction de la surface (100) peut s'expliquer soit par la presence d'une fine couche de tridymite b en surface, induite par la presence d'elements mineralisateurs comme na ou ca, soit par la reaction de l'eau avec les couches superficielles du cristal lors du chauffage. Un traitement thermique en atmosphere reductrice (chauffage sous vide) desordonne la surface du cristal: sur une profondeur de l'ordre du nanometre, l'ordre a moyenne distance s'apparente a celui de la silice vitreuse. Cette surface presente en outre des defauts ponctuels induisant deux pertes d'energie a 5,2 et a 7,2 0,1 ev. Ces defauts sont des lacunes d'oxygene de surface. Un bombardement ionique (ar+, 7kev) ou electronique (500 ev) est egalement a l'origine de l'apparition en surfaces d'atomes de silicium non portants, issus de la desorption d'oxygene


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Informations

  • Détails : 318 P.
  • Annexes : 270 REF.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Accessible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1994
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