Plan du cours

 

1. Introduction

2. Thermodynamique des surfaces

2.1 Forces capillaires, Equation de Laplace
2.2 Fonction thermodynamiques de surface, notion de modèle
2.3 Tension de vapeur d’une surface courbe: Formule de Kelvin
2.4 Isotherme d’adsorption de Gibbs
2.5 Forme d’équilibre d’un cristal

3. Cristallographie des surfaces

3.1 Introduction: FIM, LEED
3.2 Réseau de Bravais, groupes ponctuels et groupes spatiaux
3.3 Relaxation et reconstruction
3.3.1 Relation entre la maille de la structure reconstruite et du substrat
3.3 Réseau réciproque

4. Propriétés électroniques des surfaces

4.1 Emission électronique
4.1.1 Thermoémission
4.1.2 Emission Schottky
4.1.3 Emission par effet de champ et effet tunnel
4.2 Phénomène de contact
4.3 Densité électronique à la surface d’un métal
4.3.1 Le modèle du jellium
4.3.2 Le modèle des liaisons fortes

5. Excitations collectives à la surface

5.1 Excitons et plasmons
5.2 Phonons de surface
5.3 Etude de quelques systèmes

6. Adsorption, diffusion superficielle et croissante

6.1 Phénomènes d’adsorption (approche statistique)
6.2 Mouillage, adhésion, angle de contact
6.3 Principaux modes de croissance
6.4 Barrières de diffusion, analyse de densités d’îlots
6.5 Epitaxie moléculaire
6.6 Physisorption et chimisorption
6.6.1 Approche microscopique
6.6.2 Tendances expérimentales
6.6.3 Modèle analytique en couplage faible ou intermédiaire

7. Vide et UHV

7.1 Aspects expérimentaux
7.2 Systèmes de pompage
7.3 Jauges à vide

8. Diffraction électronique (LEED, RHEED)

8.1 Méthodes expérimentales
8.2 Conditions d’interférence et construction d’Ewald
8.3 Analyse de figures de diffraction simples
8.4 Théorie cinématique
8.5 Courbes intensité/tension

9. Spectroscopies électroniques

9.1 Interaction des RX avec la matière
9.2 Spectroscopie de photoélectrons émis par les RX (XPS)
9.3 Spectroscopie de photoélectrons émis par les UV (UPS)
9.4 Spectroscopie Auger (AES)

10. Microscopies à champ proche

10.1 Principes de base des MCP
10.1.1 Détection de courant, détection de force
10.1.2 Les différents modes d’asservissement
10.1.3 Nanopositionnement et balayage
10.2 Le microscope à effet tunnel (STM)
10.2.1 Fondements physiques (Hamiltonien de transfert)
10.2.2 Information spectroscopique, travail de sortie
10.2.3 Interaction pointe-surface, manipulation d’atomes,
Confinement quantique
10.3 Le microscope à force atomique (AFM)
10.3.1 Forces en jeu, ordres de grandeurs
10.3.2 Pointes et leviers
10.3.3 Détection et mode de fonctionnement (contact, vibrant)

11. Etude de quelques systèmes type

Le cours sera Illustré par de nombreux exemples de la littérature.
Tirés à part d’articles.