Auto-organisation sur les surfaces cristallines et applications a la croissance de nanostructures

• Auteur / Autrice : Vincent Repain
• Direction : Sylvie Rousset
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

L'auto-organisation sur les surfaces cristallines est l'existence d'un ordre spontane avec des periodes allant de 1 a 100 nm. L'origine de ce phenomene est la competition entre la relaxation elastique du substrat et une energie d'interface. Quelques systemes experimentaux ont ete interpretes dans le cadre de ce modele. Nous avons etudie les surfaces vicinales de la surface au(111) dont certaines presentent une instabilite de facettage. Nous montrons que ces surfaces facettees permettent de faire le lien entre l'ordre microscopique de la surface et l'ordre mesoscopique auto-organise. Nous presentons egalement des modeles expliquant l'instabilite de facettage. Le cas de l'auto-organisation dans des systemes isotropes est plus complexe. Nous avons etudie l'adsorption de l'azote sur la surface cu(100) a l'aide du microscope a effet tunnel a haute temperature. Nous montrons que l'azote forme des ilots carres de taille homogene et que la repartition spatiale de ces domaines se modifie en fonction du taux de recouvrement en azote. Ces observations sont discutees dans le cadre du modele d'auto-organisation. De plus, le phenomene d'auto-organisation presente un interet technologique puisque qu'il permet de faire croitre des nanostructures regulieres en taille et en espacement dans la gamme 1-100 nm. Nous illustrons le potentiel de ces systemes dans le domaine de la nanostructuration par deux exemples : ̱les surfaces vicinales stables de au(111) peuvent servir de gabarit pour la croissance organisee d'atomes de cobalt. On forme alors des reseaux de plots de quelques nm 2 regulierement espaces de quelques nm. ̱la croissance d'un film ultra-mince de cobalt sur une surface facettee d'or permet d'obtenir une nanostructuration magnetique spontanee du film. La variation de l'anisotropie magnetique avec la densite de marches semble etre a l'origine de ce phenomene.