Mise en évidence et quantification de la diffusion de gros agrégats d'antimoine déposés sur graphite : expériences et modèle

Observation and quantification of the diffusion of large antimony clusters deposited on graphite surfaces. Experiments and model

• Auteur / Autrice : Laurent Bardotti
• Direction : Michel Treilleux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Physique des matériaux
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michel Treilleux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Diffusion (physique)

Nucléation

Graphite

Fractales

Couches minces

Clusters (chimie)

Antimoine

Résumé

Nous avons etudie et quantifie au cours de ce travail la diffusion d'agregats d'antimoine deposes sur graphite h. O. P. G. . Les morphologies sous forme d'amas fractals des couches obtenues mettent en evidence la mobilite des agregats d'antimoine sur la surface. Les agregats diffusent de maniere brownienne sur le graphite. Leur mobilite est par ailleurs activee thermiquement et certainement favorisee par la faible interaction entre antimoine et graphite. Pour obtenir des informations complementaires sur les processus intervenant lors de la nucleation-croissance de ces films, nous avons eu recours a une nouvelle generation de modeles qui envisagent le depot, la diffusion et l'agregation des particules sur la surface comme des phenomenes simultanes. La comparaison entre modeles et experiences nous a permis de montrer que seuls les agregats incidents sont mobiles sur la surface. Ainsi, la collision entre deux agregats au cours de leur diffusion entraine la creation d'un amas stable, c'est-a-dire qui ne diffuse pas et ne se dissocie pas. Par ailleurs, lorsqu'un agregat est capture par un amas son collage est irreversible. La diffusion des agregats le long des bords des amas peut donc etre negligee, ce dernier point explique d'ailleurs l'apparition de morphologies fractales, meme a haute temperature de substrat. Nous avons ensuite utilise le modele dda (depot-diffusion-agregation) pour quantifier la diffusion d'agregats d'antimoine de 5nm et 2nm de diametre moyen. Dans le cas d'agregats de 5nm de diametre, l'evolution du coefficient de diffusion avec la temperature suit une loi d'arrhenius, l'energie d'activation de diffusion et le prefacteur obtenus etant de l'ordre 0,7ev et de 10#4cm#2. S#-#1 respectivement. Nous nous sommes ensuite demandes comment un agregat de plusieurs milliers d'atomes peut se deplacer sur la surface. Les resultats experimentaux acquis jusqu'a present suggerent un mouvement collectif de l'agregat, plutot que des mouvements individuels des entites qui le constituent