Contributions des interactions d'image et de van der waals a l'energie d'adhesion metal/oxyde

Contributions of the image and van der waals interactions to the adhesion energy at metal/oxide interfaces

• Auteur / Autrice : FABRICE DIDIER
• Direction : J. JUPILLE
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

L'adhesion aux interfaces metal-oxyde est etudiee par le biais d'une approche theorique fondee sur des modeles classiques simples, affines de maniere a mieux cerner l'importance relative des contributions d'image et de van der waals. Ce travail est complete par une etude experimentale des premiers stades de la croissance d'un film d'argent sur oxyde de magnesium. Le terme d'image, du a l'interaction entre le reseau ionique de l'oxyde et la partie du champ de madelung reflechie par le metal, est calcule en prenant en compte la dispersion en vecteur d'onde des fonctions dielectriques des deux solides en contact. Les interactions de van der waals sont etudiees au moyen d'un modele de continuum dielectrique qui inclut les contributions des excitations collectives (plasmons). Les valeurs numeriques issues des calculs sont mises en regard des resultats experimentaux disponibles ; une attention particuliere est pretee aux comparaisons avec les deux tendances principales qui se degagent de l'examen global de ces mesures: l'energie d'adhesion augmente avec la densite en electrons de conduction du metal et diminue lorsque la bande interdite de l'oxyde s'elargit. Il apparait que les interactions d'image induisent des contributions relativement faibles, et dont les variations d'un systeme a l'autre sont en desaccord avec l'une des deux tendances mentionnees. En revanche, les contributions des interactions de van der waals apparaissent qualitativement en accord avec les tendances experimentales, ce qui suggere qu'elles interviennent de maniere non negligeable dans la determination des energies d'adhesion. Cette conclusion est discutee, et l'idee d'un modele simple d'adhesion non reactive est suggeree. L'etude combinee du systeme argent/oxyde de magnesium, par spectroscopies de photoelectrons (xps) et de pertes d'energie d'electrons a haute resolution (hreels) montre, en accord avec de recentes etudes par diffraction de rayons x rasants, que la croissance de l'argent se fait par plateaux bidimensionnels lors des premiers stades. Quelques idees sont avancees pour relier ce comportement aux resultats concernant l'adhesion des films epais