Modélisation par la méthode LCAO empirique de la structure électronique : les surfaces propres ou oxydées du cuivre

Modelling by the LCAO empirical method of the electronic structure : the clean or oxidized surfaces of copper

• Auteur / Autrice : Christophe Sapet
• Direction : Pietro Cortona
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de structures, propriétés et modélisation des solides (Gif-sur-Yvette, Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Structure électronique

Cuivre

Propriétés électroniques

Surfaces (physique)

Métaux -- Surfaces

Mots clés libres

LCAO (Linear combination of Atomic Orbitals)

Résumé

Les trois surfaces de plus bas indices de Miller du Cuivre ainsi que la reconstruction de la surface (110) suite à l'adsorption d'oxygène atomique ont été étudiées dans cette thèse. Il a fallu pour cela développer les outils nécessaires d'une part à la modélisation de la structure des bandes d'énergie de ces surfaces et d'autre part à l'ajustement des bandes calculées sur des données expérimentales obtenues par photo-émission directe et inverse. Cela a été réalisé en combinant la méthode LCAO empirique d'interpolation de calculs de bandes d'énergie des solides et un programme de minimisation de fonctions à plusieurs paramètres. Dans la première étape, qui a consisté à modéliser un cristal massif ainsi que les principales surfaces propres, nous avons inclus dans le processus d'ajustement des données expérimentales issues de mesures sur la surface (110), ce qui nous a permis d'obtenir un seul ensemble de paramètres décrivant les interactions des atomes dans le Cuivre massif et applicable aux études des surfaces. Cet ensemble de paramètres a donné une structure de bandes du volume et des surfaces en accord très poussé avec les données expérimentales, ce qui n'existait pas jusqu'à présent dans la littérature. Nous avons ensuite établi un deuxième ensemble de paramètres afin de prendre en compte les interactions d'atomes d'oxygène avec un substrat de Cuivre, ce dernier étant décrit par les paramètres précédemment obtenus. Nous avons ainsi pu modéliser la structure des bandes de la surface (110) oxydée dans ses plus fins détails, et notamment la dispersion et la symétrie des états anti-liants de l'oxygène, ce qui n'avait jamais été réalisé auparavant ni dans le cadre d'une modélisation LCAO, ni dans le cadre de calculs ab-initio. Les applications de ces calculs sont multiples, et tous les travaux menés pour étudier le cristal de Cuivre et ses principales surfaces peuvent être reconduits pour d'autres métaux de transition.