Microscopie électronique à effet tunnel : contribution à l'étude du rôle de la pointe

par Miléna Veleva

Thèse de doctorat en Physique des solides

Sous la direction de Bernard Jouffrey.

Le président du jury était Philippe Bompard.

  • Titre traduit

    Scanning tunneling microscopy : contribution to the study of the tip influence


  • Résumé

    Le but de ce travail, a ét de comprendre l'influence de divers paramètres sur la résolution et les interactions entre la pointe et l'échantillon (tension de la polarisation V en effet tunnel et en effet de champ, distance pointe-échantillon D et forme de l'apex de la pointe). L'approche utilisée est basée sur un modèle semi-classique qui permet de déterminer l'évolution de la barrière de potentiel, du champ électrique, de la distribution spatiale du courant tunnel et son intensité. L'étude du champ électrique montre qu'il est très localisé à l'apex de la pointe relativement délocalisé à la surface de l'échantillon. [. . . ] La résolution latérale d'ordre atomique apparaît impossible sans la présence d'une protubérance de taille atomique à l'apex de la pointe. La résolution verticale est de 0. 01nm (résolution supposée sur le courant tunnel de 0. 1nA) pour D=1nm et V-100mV et se détériore lorsque V et D augmentent. Un potentiel image PIm, adapté à la géométrie de la pointe, est introduit dans les calculs. Il dépend de la courbure locale de la pointe seulement dans les cas où celle-ci est très faible (en présence d'une protubérance atomique). Les résultats obtenus sur l'étude du contrastet d'une marche atomique par modélisation, en bon accord avec l'expérience, mettent en évidence les effets imprtants de convolution entre la pointe et l'échantillon en imagerie. Sur des surfaces d'or étudiées par STM à l'air et à température ambiante (J=1nA, V=100mV), nous avons observé une diffusion très importante de la couche atomique superficielle sous le champ électrique de la pointe qui se manifeste par la formation de "festons" périodiques orientés dans le sens du balayage. Le coefficient de diffusion déterminé sous champ éléctrique es D=10-13cm2/s comparé à 10-15cm2/s en conditions normales. Des études de champ électrique en nanolithographie sont également réalisées.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (pagination multiple [196] p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 3 p.

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  • Bibliothèque :
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 57841
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