Etude de surface metallique par microscopie tunnel a temperature variable sur le systeme epitaxie pb/cu(100)

• Auteur / Autrice : FRANCK BOCQUET
• Direction : Sébastien Gauthier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

L'objet de ce travail est l'etude experimentale de la croissance epitaxiee du systeme modele pb/cu(100). Comprendre les morphologies de croissance est interessant du point de vue fondamental, et trouve de nombreuses applications dans la maitrise et la genese des heterostructures qui sont de plus en plus utilisees. La morphologie de croissance est le fruit de la competition entre deux contributions : une contribution thermodynamique qui peut expliquer le comportement du systeme a l'aide de considerations d'equilibre, une contribution cinetique ou les processus microscopiques intrinseques a la croissance peuvent limiter l'evolution du systeme vers l'equilibre. L'etat d'equilibre de pb/cu(100) est du type stranski-krastanov : des ilots tridimensionnels se developpent sur un film recouvrant entierement le substrat. Notre etude a ete effectuee a l'aide de techniques experimentales couplees telles que la microscopie a effet tunnel (stm) a temperature variable, la microscopie a force atomique (afm), et la microscopie electronique en transmission (tem). Nous presentons tout d'abord une etude pour des temperatures comprises entre 150k et 220k. Le systeme suit alors un mode de croissance tres different du mode stranski-krastanov. Une croissance quasiment couche par couche se developpe jusqu'a environ 5 couches, et, pour des taux de couverture superieurs, elle est relayee par une croissance tridimensionnelle de type pyramidale. Nous montrons que les limitations cinetiques dues au passage des marches monoatomiques jouent un role clef dans le comportement du systeme. Nous presentons ensuite une etude entre 320k et 450k. Le mode de croissance est maintenant celui d'equilibre. Mais, nous montrons que la morphologie des ilots n'est pas celle predite par les considerations thermodynamiques. Nous mettons en evidence comment la structure cristallographique des faces des ilots, ainsi que les defauts structuraux presents peuvent expliquer la forme des ilots.