Interactions entre une pointe et une surface metallique a l'echelle nanometrique : pointe tunnel (pt) et surface au(111) en conditions ambiantes

par MICHELE FOURNEL

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Michel Schott.

Soutenue en 1997

à Paris 7 .

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  • Résumé

    Dans ce travail, nous nous sommes interesses aux processus physiques qui accompagnent la formation de contacts, a l'echelle nanometrique, entre une pointe de platine et une surface d'or (111), dans le cadre d'experiences de microscopie a effet tunnel en conditions ambiantes. Le but etait d'obtenir des resultats utiles aux etudes de frottement et d'usure a l'echelle macroscopique. Le premier phenomene etudie fut la formation de jonctions metalliques transitoires (30 s) au niveau des marches de la surface ou la distance pointe-surface tombe en deca d'un seuil de l'ordre de l'angstrom. La largeur de ces jonctions est d'une dizaine d'atomes et leur rupture se traduit par un transfert d'atomes d'or (de 1 a 200 atomes) dont le sens (surface vers pointe ou vice versa) est determine par la geometrie de l'interface avant contact. Un temps de diffusion des atomes d'or le long de la pointe limite quantitativement ce transfert, les adsorbats presents sur la surface d'or le favorisent et il semble que leur diffusion sur la surface soit a l'origine d'un temps de relaxation (1 sec) de celle-ci entre deux interactions successives en un meme point d'une marche. Le second phenomene etudie est la formation, sur la surface, de structures longilignes, larges de 55 a et facettees : des doigts. Ceux-ci semblent etre la consequence d'un frottement de type lubrifie entre la pointe et la surface, via une couche de contaminants. L'orientation des doigts est un compromis entre la direction de balayage de la pointe (direction de la force de frottement) et les directions cristallographiques denses de la surface ; leur croissance se fait grace a des mouvements d'atomes sous contrainte, jusqu'a cent fois plus rapides que les mouvements de diffusion usuels. Ces doigts conduisent a une morphologie finale de la surface tres facettee par rapport celle initiale, ils constitueraient ainsi un etat transitoire permettant au systeme d'evoluer vers un etat de moindre energie.


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Informations

  • Détails : 185 P.
  • Annexes : 150 REF.

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  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • Accessible pour le PEB
  • Cote : TS1997
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