Croissance, composition chimique et structure de films minces d'oxyde de chrome formes sur une surface monocristalline de chrome cr(110). Reactivite vis-a-vis de l'eau

par STEPHANE CADOT

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Philippe Marcus.

Soutenue en 2000

à PARIS 11, ORSAY .

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  • Résumé

    Ce travail porte sur l'etude de la croissance, de la composition chimique et de la structure de films minces d'oxyde de chrome elabores a 300 k et a 625 k sur une surface metallique monocristalline cr(110), ainsi que sur l'exposition a la vapeur d'eau d'un oxyde cristallin epitaxie sur le substrat. Les methodes d'analyse employees sont adaptees aux films minces et aux surfaces : xps, aes, tds, leed et stm. A 300 k, l'oxyde croit avec une stchiometrie cr 2o 3 jusqu'a une epaisseur de 0,9 nm. Il se forme des germes d'oxyde qui croissent lateralement jusqu'a recouvrir totalement la surface et coalescer. Le film forme s'epaissit donnant une structure granulaire et non cristallisee. Dans les premiers stades de la croissance a 625 k, on observe des structures bidimensionnelles d'atome d'oxygene dans la direction cr001. Un film non cristallise de 4,6 nm se forme par diffusion cationique. Apres recuit, l'oxyde est cristallise et en epitaxie avec le substrat (-cr 2o 3(0001)//cr(110) and -cr 2o 321-30//cr001). Les lacunes sont alors accumulees a l'interface et la surface ordonnee est compatible avec une terminaison de plan cationique. Les resultats de l'exposition a la vapeur d'eau du film d'oxyde epitaxie mettent en evidence la reversibilite de l'hydroxylation de la surface. Les terrasses et les defauts du film sont modifies de facon egale ce qui indique que la reaction n'est pas specifique des defauts. La nanostructure et la structure atomique du volume du film ne sont pas modifiees. Un modele d'attenuation plan atomique par plan atomique des intensites xps est utilise pour estimer les concentrations ioniques. En augmentant l'exposition a la vapeur d'eau, on observe un enrichissement en cation a la surface de l'oxyde ce qui indique que les oh induisent l'oxydation du substrat metallique. Apres chauffage, les groupements oh se recombinent et l'eau desorbe donnant un large profil de courbe tds compatible avec la structure desordonnee de la surface hydroxylee.

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Informations

  • Détails : 134 p.
  • Annexes : 94 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-014610
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