Determination des interactions metal/oxyde a longue portee par afm

par SOPHIE SOUNILHAC

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de François Creuzet.

Soutenue en 1998

à Paris 11 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    L'etude des contributions des forces a longue portee dans l'energie d'adhesion metal/oxyde nous a amene a mettre au point un microscope a force atomique en mode vibrant. L'originalite d'une telle technique est de mesurer simultanement les gradients de forces a longue portee et l'energie d'adhesion. Notre etude a porte sur trois systemes : w/mgo(100), w/sio#2 amorphe et w/tio#2(110). Une methode d'elaboration des pointes en tungstene et de nettoyage de toutes les surfaces etudiees a ete proposee. L'efficacite de ces nettoyages a ete verifiee par spectroscopie de photoelectrons x et par des mesures de forces et d'energie d'adhesion. Sous atmosphere ambiante ou dessechee, seules les forces capillaires sont detectees. Dans ce cas, ces forces a longue portee peuvent expliquer completement la valeur de l'energie d'adhesion mesuree. Sous ultravide, par contre, deux types de forces sont observes : des forces de van der waals pour des distances pointe-surface inferieures a 15 nm et des forces electrostatiques dues a la presence d'une densite de charges uniforme sur la surface de l'oxyde pour des distances superieures. Ces experiences nous ont amenes a proposer un modele des forces electrostatiques. Nous montrons que les theories actuelles sont insuffisantes pour deduire de la mesure de gradient de forces la contribution de l'interaction de van der waals a l'energie d'adhesion. Nous suggerons toutefois que si les forces electrostatiques apportent une contribution negligeable, en revanche, les forces de van der waals sont a considerees car elles peuvent representer jusqu'a 30% de l'energie d'adhesion. Nous observons aussi que l'energie d'adhesion augmente lorsque le gap diminue. Nous avons ainsi montre que la mesure simultanee par afm des gradients de forces et de la force d'arrachement permet de mieux apprehender le role des forces a longue portee dans l'energie d'adhesion.


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Informations

  • Détails : 159 P.
  • Annexes : 194 REF.

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  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-013944
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