Phonons dans les couches adsorbées et les systèmes greffés

par El Mostafa Oumghar

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de Léonard Dobrzynski.

Soutenue en 1997

à Lille 1 .

mots clés

• Phonons
• Surfaces (physique)
• Réseaux cristallins
• Interfaces (sciences physiques)
• Adsorption
• Copolymères greffés

Résumé

La presence d'inhomogeneites ou de defauts a la surface d'un cristal modifie le spectre des vibrations de la surface plane. Ce travail a pour objet l'etude des proprietes vibrationnelles des systemes greffes et des couches adsorbees en utilisant la theorie des reponses d'interface. La theorie a ete d'abord developpee pour un systeme modele systeme tunnel. La connaissance analytique des fonctions reponses de chaque partie de ce systeme nous a permis d'etudier les proprietes vibrationnelles : modes localises et resonants, densites d'etats, coefficients de reflexion et de transmission. En particulier, un phenomene de la transmission nulle associe aux frequences de resonance a ete mis en evidence. Ce phenomene peut etre utile pour les dispositifs a deux dimensions ainsi qu'a ceux a une seule dimension. Un autre chapitre de ce memoire est consacre a l'etude des proprietes vibrationnelles des polymeres adsorbes sur une surface a l'aide de deux modeles. Le premier modele assimile la surface a une chaine infinie d'atomes sur laquelle sont greffees des chaines finies, le deuxieme modele, plus realiste, suppose que les polymeres sont des chaines finies greffees sur la surface 001 d'un cristal semi-infini de structure cubique simple. Pour ces deux modeles nous avons determine les modes resonants et en se basant sur le calcul des coefficients de transmission, nous avons mis en evidence l'existence des bandes interdites. Finalement, nous avons etudie les proprietes dynamiques de la surface 001 du fer avec ou sans couches de tungstene adsorbees. La propriete la plus frappante de cette etude, c'est que les vibrations des atomes situes pres de la surface sont caracterises par des densites d'etats locales differentes de celle des atomes qui appartiennent aux couches eloignees de la surface.

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