Hydroxylation par adsorption dissociative de l'eau, des surfaces de silicium, silice et silice modifiee par le sodium

par CHRISTOPHE MAZZARA

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de GUY JEZEQUEL.

Soutenue en 1998

à Rennes 1 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Le verre est un materiau dont il est difficile d'apprehender la surface. Les sites de surface et, en particulier les groupements hydroxyles, n'ont jamais ete analyses directement. L'objectif du present travail etait de representer ces groupements sur des systemes modeles grace a l'etude de l'hydroxylation des surfaces de silicium si(100), de silice et de silice modifiee par le sodium, avec dans ce dernier cas, la perspective de preparer une surface qui puisse etre comparee a celle du verre. L'eau s'adsorbe de facon dissociative sur le silicium si(100) a 300 k, pour donner des liaisons superficielles si-h et si-oh. La diffusion resonante a basse energie (2 ev) de la vibration d'elongation v#o#h est analysee par spectroscopie de perte d'energie d'electron a haute resolution (hreels). Nous montrons que l'ion resonant a courte duree de vie peut etre represente par un etait excite de l'ion h#3sioh#, qui peuple une orbitale #o#h. Cela permet de comparer la distribution angulaire de cette diffusion resonante (dont le maximum est a 53 4 par rapport a la normale) a la direction de la liaison oh (qui est entre 52. 6 et 65. 5 d'apres l'ensemble des calculs publies a ce jour). Le sodium metallique depose sur une couche de silice native d'epaisseur 2 nm, formee a la surface de si(100) diffuse a l'interieur de la couche de silice, mais pas dans le silicium. Ce sodium peut etre totalement desorbe a 870 k. Dans la couche de silice modifiee, le transfert de charge entre le sodium et l'oxygene du reseau de silice se traduit par un deplacement chimique du niveau o 1s de 2. 2 ev, tres comparable a ceux que l'on releve dans les verres. Les frequences fondamentales du spectre vibrationnel obtenu par hreels sont elles aussi tres comparables a celles observees lors de l'analyse hreels du verre float. Nous postulons que le sodium se lie a l'oxygene du reseau de silice. L'adsorption de l'eau a 300 k sur la silice ou sur la silice modifiee par le sodium est jugee dissociative. Sur la silice, cette adsorption se traduit par l'apparition de modes a 37203750 cm##1 et vers 800 cm##1, qui sont attribues aux vibrations d'elongation v#o#h et v#s#i#o#h. Sur silice modifiee, le premier mode glisse vers 36203645 cm##1. Le second n'est pas observe. L'examen du spectre v#o#h d'une surface modifiee montre que deux types de groupements oh coexistent, l'un lie a la presence de sodium, l'autre caracteristique des sites restes nus.


  • Pas de résumé disponible.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 130 P.
  • Annexes : 162 REF.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Rennes I. Service commun de la documentation. Section sciences et philosophie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TA RENNES 1998/119
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.