Structure locale et composition chimique de films minces d'oxyde formes sur nickel monocristallin. Effet de la vapeur d'eau

Local structure and chemical composition of thin oxide films formed on nickel single crystal. Effect of the water vapor

• Auteur / Autrice : NORIKO KITAKATSU
• Direction : Philippe Marcus
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Des films minces d'oxyde formes par exposition a o#2 en phase gazeuse du ni(111) a 300 k et a 500 k, ont ete caracterises par leed, stm, xps, aes et tds. Le film forme a 300 k est, au terme de sa croissance, constitue d'ilots epitaxiques nio(111) d'une epaisseur de 3 a 4 couches et d'une taille laterale de 3 nm, hydroxyles en surface par une monocouche quasi complete de oh#-. Le film forme a 500 k d'une epaisseur de 2 couches est constitue a 93% de terrasses nio(100) non hydroxylees et a 7% de cristallites epitaxiques nio(111) d'une taille laterale de 8 nm et hydroxyles en surface. Les terrasses nio(100) presentent en surface des variations locales de stchiometrie attribuees au remplissage partiel du dernier plan. L'exposition a la vapeur d'eau entraine une augmentation du taux d'hydroxylation des ilots nio(111). Le film d'oxyde forme a 300 k est alors recouvert de 1,5 a 2 couches de oh#-, compatibles avec la formation de l'hydroxyde -ni(oh)#2(0001) alors que sur le film forme a 500 k, une croissance laterale des ilots de nio(111) hydroxyles est observee sans modification des terrasses nio(100). Le recuit sous ultravide amincit les films d'oxyde par perte d'oxygene. Cette perte s'explique par une recombinaison conduisant a la desorption d'h#2o et de co sans desorption de o#2 et/ou par une diffusion d'oxygene dans la masse. Les recuits sur le film forme a 300 k forment localement une phase ni(111)-(3 2) attribuee a des rangees residuelles d'oxyde. Pour les films formes a 500 k, la decomposition affecte preferentiellement les terrasses nio(100) autour des cristallites nio(111). Dans les deux cas, il se forme finalement une phase adsorbee ni(111)-(22)-o. Cette phase se decompose en lisiere de surstructure du cote superieur des marches. Ces resultats mettent en evidence l'effet de la temperature de formation, de la teneur en h#2o et des conditions de recuit sur la structure locale, les directions de croissance et les proprietes du film d'oxyde.