Etude experimentale et numerique de la structure a haute temperature des surfaces de monocristaux de cuivre

par BERTRAND LOISEL

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-François Pétroff.

Soutenue en 1989

à Paris 7 .

mots clés

Résumé

Nous avons etudie la structure a l'echelle atomique des surfaces de monocristaux de cuivre par deux outils complementaires: des experiences de diffraction d'helium et des simulations numeriques par dynamique moleculaire. Dans le cas des faces a marches, on observe la transition rugueuse a basse temperature. Nos experiences de diffraction d'helium dans la gamme 70-1000 k sur des surfaces d'indices (331) et (310) mettent en evidence cette transition a 65050 k et 15050 k respectivement. Nous insistons sur le role de la structure des terrasses et des marches sur la rugosite thermique qui est gouvernee par des energies microscopiques de creation et d'interaction de defauts sur les bords de marche. L'adsorption d'oxygene sur une surface rugueuse (310) donne lieu a des surstructures ordonnees. Dans la partie numerique, on decrit les forces interatomiques via un potentiel empirique a n corps qui conduit a une modelisation realiste des proprietes statiques et dynamiques du volume et des surfaces du metal. Nous analysons les resultats de simulation sur la face (110) a haute temperature. Ils permettent de distinguer le desordre lie a la creation de paires adatome-adlacune et celui qui resulte de l'augmentation des amplitudes de vibration des atomes autour de leur site d'equilibre. Nous montrons que ces deux phenomenes apparaissent dans la meme gamme de temperature. Ces simulations indiquent aussi le caractere tres anisotrope des proprietes de la surface a temperature elevee (>1000 k)

Titre traduit

Experimental and numerical study of the high-temperature structure of copper single crystal surfaces

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