Etude de la diffusion d'un agrégat sur une surface cristalline

• Auteur / Autrice : Pierre Deltour
• Direction : Jean-Louis Barrat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Louis Barrat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mouvement brownien

Diffusion (physique)

Agrégats métalliques

Lennard-Jones, Potentiel de

Résumé

Ce travail traite de la diffusion d'un agregat sur une surface cristalline. Il a pour but de proposer des mecanismes collectifs de diffusion qui permettent de comprendre la diffusion particulierement rapide d'agregats observee experimentalement. Dans une premiere partie, nous menons une etude par dynamique moleculaire dans le but de degager quelques pistes pour comprendre l'origine de la diffusion. Nous montrons clairement que des qu'on s'ecarte de l'epitaxie, la diffusion n'a lieu qu'en termes de mouvements collectifs de l'agregat. De plus, on observe que la corrugation du potentiel effectif ressenti par le centre de masse se retrouve extremement reduite lorsque les parametres de maille de l'agregat et du substrat sont differents. Nous mettons par ailleurs en evidence pour la premiere fois, l'existence de barriere de schwoebel dans le cas d'un agregat. Par ailleurs, ces simulations montrent que les phonons du substrat et les vibrations internes de l'agregat dans le potentiel d'interface agregat-substrat generent une force aleatoire sur le centre de masse de l'agregat suffisamment intense pour induire la diffusion. Pour mieux comprendre le couplage entre la surface et l'agregat, nous etudions analytiquement dans une deuxieme partie, la dynamique d'une chaine sur un substrat dans un modele purement unidimensionnel. Ce modele permet de de comprendre le type de couplage entre les phonons du reseau et de la chaine via le potentiel d'interaction et de mettre en evidence que les modes de vibrations de la chaine et du substrat contribuent de facon equivalente a la friction. Pour finir, nous nous sommes penches sur un cas realiste et comparable a une experience eventuelle. Grace aux techniques de simulation eam, nous montrons que la diffusion d'un agregat d'or sur une surface de nickel devrait etre rapide.