Etude théorique des premières étapes de l'adsorption de quelques types d'atomes sur des surfaces de silicium PDF Download
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Author: Philippe Sonnet
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Book Description
Nous présentons une étude théorique des premières étapes de l'adsorption de quelques types d'atomes sur des surfaces de silicium dans le cadre de méthodes de calcul semi-empirique ou ab-initio. La plupart de ces études ont été menées en collaboration avec des expérimentateurs. Cette thèse se divise en trois grandes parties : * étude des structures atomique et électronique de l'hydrogénation du siliciure d'erbium bidimensionnel épitaxie sur Si(111). Nous montrons que deux atomes d'hydrogène sont adsorbés par cellule unité élémentaire : le premier sature les liaisons pendantes de la couche terminale du siliciure alors que le second est adsorbé de façon interstitielle dans le plan de l'erbium. * étude de l'adsorption de quelques types d'atomes (Ge, Pb) sur la surface Si(111)7x7. Dans le cas de Ge et de Pb, plusieurs mécanismes d'adsorption possibles sont examinés et nous proposons une interprétation des spectres de photoémission. Nous présentons une revue d'ensemble de l'adsorption de divers atomes (Ge, Pb, Cs, H) et molécules (H 2O, NH 3) sur la surface Si(111)7x7. Ces mécanismes d'adsorption ont des origines différentes qui proviennent, suivant les cas, de la nature ou de l'extension des orbitales, de la taille de l'adsorbat, de la différence d'électronégativité entre l'adsorbat et la surface. * simulation de l'adsorption du carbone sur la surface Si(001) par calculs ab-initio. Une étude systématique de l'incorporation de un à six atomes de carbone en position substitutionnelle sur la surface Si(001) a été réalisée. Dans le but de comprendre le lien entre l'effet du carbone incorporé dans le réseau de silicium et la formation de la reconstruction c(4x4) observée expérimentalement, nous avons étudié la pénétration du carbone de la surface vers les couches subsurfaciques. Les calculs ont mis en évidence une incorporation du carbone en surface sous forme d'hétérodimères Si-C et en subsurface (quatrième couche) sous les rangées de dimères.
Author: Philippe Sonnet
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Nous présentons une étude théorique des premières étapes de l'adsorption de quelques types d'atomes sur des surfaces de silicium dans le cadre de méthodes de calcul semi-empirique ou ab-initio. La plupart de ces études ont été menées en collaboration avec des expérimentateurs. Cette thèse se divise en trois grandes parties : * étude des structures atomique et électronique de l'hydrogénation du siliciure d'erbium bidimensionnel épitaxie sur Si(111). Nous montrons que deux atomes d'hydrogène sont adsorbés par cellule unité élémentaire : le premier sature les liaisons pendantes de la couche terminale du siliciure alors que le second est adsorbé de façon interstitielle dans le plan de l'erbium. * étude de l'adsorption de quelques types d'atomes (Ge, Pb) sur la surface Si(111)7x7. Dans le cas de Ge et de Pb, plusieurs mécanismes d'adsorption possibles sont examinés et nous proposons une interprétation des spectres de photoémission. Nous présentons une revue d'ensemble de l'adsorption de divers atomes (Ge, Pb, Cs, H) et molécules (H 2O, NH 3) sur la surface Si(111)7x7. Ces mécanismes d'adsorption ont des origines différentes qui proviennent, suivant les cas, de la nature ou de l'extension des orbitales, de la taille de l'adsorbat, de la différence d'électronégativité entre l'adsorbat et la surface. * simulation de l'adsorption du carbone sur la surface Si(001) par calculs ab-initio. Une étude systématique de l'incorporation de un à six atomes de carbone en position substitutionnelle sur la surface Si(001) a été réalisée. Dans le but de comprendre le lien entre l'effet du carbone incorporé dans le réseau de silicium et la formation de la reconstruction c(4x4) observée expérimentalement, nous avons étudié la pénétration du carbone de la surface vers les couches subsurfaciques. Les calculs ont mis en évidence une incorporation du carbone en surface sous forme d'hétérodimères Si-C et en subsurface (quatrième couche) sous les rangées de dimères.
Author: Hazar Guesmi
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Languages : fr
Pages : 132
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Le travail présenté dans ce mémoire de thèse correspond à une étude expérimentale et théorique des propriétés d'adsorption/désorption de Sb sur la surface nominale (111) de Si. Du point de vue expérimental, l'utilisation combinée de la spectrométrie de masse, de la diffraction des électrons et de la microscopie à effet tunnel nous a permis de décrire les propriétés structurales, cinétiques et thermodynamiques du système. Du point de vue théorique, l'utilisation des méthodes ab-initio nous a permis d'étudier l'évolution de la nature des sites d'adsorption avec le recouvrement de surface. Ce travail permet de dégager un scénario cohérent de l'adsorption, dans lequel la nature du site préférentiel change depuis un site ternaire (à faible recouvrement) vers un site apical (à complétion de la couche), permettant de passer d'un système à interactions répulsives (théorie) ou nulles (expérience) à un système à interactions attractives (théorie et expérience). Ce changement de site permet de réconcilier nos résultats expérimentaux cinétiques et thermodynamiques, qui semblaient contradictoires.
Author: CHRISTOPHE.. MAZZARA
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Languages : fr
Pages : 130
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LE VERRE EST UN MATERIAU DONT IL EST DIFFICILE D'APPREHENDER LA SURFACE. LES SITES DE SURFACE ET, EN PARTICULIER LES GROUPEMENTS HYDROXYLES, N'ONT JAMAIS ETE ANALYSES DIRECTEMENT. L'OBJECTIF DU PRESENT TRAVAIL ETAIT DE REPRESENTER CES GROUPEMENTS SUR DES SYSTEMES MODELES GRACE A L'ETUDE DE L'HYDROXYLATION DES SURFACES DE SILICIUM SI(100), DE SILICE ET DE SILICE MODIFIEE PAR LE SODIUM, AVEC DANS CE DERNIER CAS, LA PERSPECTIVE DE PREPARER UNE SURFACE QUI PUISSE ETRE COMPAREE A CELLE DU VERRE. L'EAU S'ADSORBE DE FACON DISSOCIATIVE SUR LE SILICIUM SI(100) A 300 K, POUR DONNER DES LIAISONS SUPERFICIELLES SI-H ET SI-OH. LA DIFFUSION RESONANTE A BASSE ENERGIE (2 EV) DE LA VIBRATION D'ELONGATION V#O#H EST ANALYSEE PAR SPECTROSCOPIE DE PERTE D'ENERGIE D'ELECTRON A HAUTE RESOLUTION (HREELS). NOUS MONTRONS QUE L'ION RESONANT A COURTE DUREE DE VIE PEUT ETRE REPRESENTE PAR UN ETAIT EXCITE DE L'ION H#3SIOH#, QUI PEUPLE UNE ORBITALE #O#H. CELA PERMET DE COMPARER LA DISTRIBUTION ANGULAIRE DE CETTE DIFFUSION RESONANTE (DONT LE MAXIMUM EST A 53 4 PAR RAPPORT A LA NORMALE) A LA DIRECTION DE LA LIAISON OH (QUI EST ENTRE 52.6 ET 65.5 D'APRES L'ENSEMBLE DES CALCULS PUBLIES A CE JOUR). LE SODIUM METALLIQUE DEPOSE SUR UNE COUCHE DE SILICE NATIVE D'EPAISSEUR 2 NM, FORMEE A LA SURFACE DE SI(100) DIFFUSE A L'INTERIEUR DE LA COUCHE DE SILICE, MAIS PAS DANS LE SILICIUM. CE SODIUM PEUT ETRE TOTALEMENT DESORBE A 870 K. DANS LA COUCHE DE SILICE MODIFIEE, LE TRANSFERT DE CHARGE ENTRE LE SODIUM ET L'OXYGENE DU RESEAU DE SILICE SE TRADUIT PAR UN DEPLACEMENT CHIMIQUE DU NIVEAU O 1S DE 2.2 EV, TRES COMPARABLE A CEUX QUE L'ON RELEVE DANS LES VERRES. LES FREQUENCES FONDAMENTALES DU SPECTRE VIBRATIONNEL OBTENU PAR HREELS SONT ELLES AUSSI TRES COMPARABLES A CELLES OBSERVEES LORS DE L'ANALYSE HREELS DU VERRE FLOAT. NOUS POSTULONS QUE LE SODIUM SE LIE A L'OXYGENE DU RESEAU DE SILICE. L'ADSORPTION DE L'EAU A 300 K SUR LA SILICE OU SUR LA SILICE MODIFIEE PAR LE SODIUM EST JUGEE DISSOCIATIVE. SUR LA SILICE, CETTE ADSORPTION SE TRADUIT PAR L'APPARITION DE MODES A 37203750 CM##1 ET VERS 800 CM##1, QUI SONT ATTRIBUES AUX VIBRATIONS D'ELONGATION V#O#H ET V#S#I#O#H. SUR SILICE MODIFIEE, LE PREMIER MODE GLISSE VERS 36203645 CM##1. LE SECOND N'EST PAS OBSERVE. L'EXAMEN DU SPECTRE V#O#H D'UNE SURFACE MODIFIEE MONTRE QUE DEUX TYPES DE GROUPEMENTS OH COEXISTENT, L'UN LIE A LA PRESENCE DE SODIUM, L'AUTRE CARACTERISTIQUE DES SITES RESTES NUS.
Author: Noureddine Boutaoui
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Languages : fr
Pages : 180
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DANS CE TRAVAIL, NOUS NOUS SOMMES ATTACHES A ETUDIER LES INTERFACES PD/SI (111) ET AG/SI (111) PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE A BALAYAGE ET MICROSPECTROMETRIE AUGER. NOS INVESTIGATIONS ONT CONDUIT AUX RESULTATS SUIVANTS: 1) SYSTEME PD/SI (111): POUR DES RECOUVREMENTS INFERIEURS A QUELQUES MONOCOUCHES 5MC, LA PHASE PD#2SI CROIT SUR LA SURFACE SI (111) PAR COUCHES ALTERNATIVEMENT RICHES ET PAUVRES EN ATOMES DE SILICIUM, A TEMPERATURE AMBIANTE. LES TRAITEMENTS THERMIQUES ENTRE 200 ET 400#OC PROVOQUENT UNE SEGREGATION DU SILICIUM SUR CETTE PHASE; 2) SYSTEME AG/SI (111): POUR DES TEMPERATURES SUPERIEURES A 200#OC, L'ARGENT CROIT SUR LE SILICIUM (111) SELON LE MODE STRANSKI-KRASTANOV. L'EPAISSEUR DE LA COUCHE SEGREGEE A ETE ESTIMEE, A 400#OC, A ENVIRON 2/3 MC. EN CE QUI CONCERNE LA MIGRATION SUPERFICIELLE DE L'ARGENT, NOUS AVONS ETABLI QUE POUR DES TEMPERATURES COMPRISES ENTRE 400 ET 450#OC, LA DIFFUSION DES ADATOMES SEMBLE S'EFFECTUER SUR LA COUCHE 2D. DANS LE DOMAINE DES HAUTES TEMPERATURES (T450#OC), L'EXTENSION LATERALE DE LA COUCHE (2D) EST LIMITEE PAR LA DESCRIPTION DES ADATOMES. A PLUS BASSE TEMPERATURE, L'EXTENSION DE CETTE COUCHE POURRAIT ETRE CONTROLEE PAR L'AUTODIFFUSION DE SURFACE DES ATOMES D'ARGENT SUR LES ILOTS 3D AVEC UNE ENERGIE D'ACTIVATION DE L'ORDRE DE 2,4 EV/ATOME
Author: Hans-Joachim Freund
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3642786324
Category : Science
Languages : en
Pages : 295
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Book Description
Adsorption on Ordered Surfaces of Ionic Solids and Thin Films introduces to a new and topical field of surface science for which rather little experience is available at present. It reviews the recent results of the employed analytical methods comprising all modern surface techniques including scanning tunneling microscopy and various kinds of electron spectroscopies. The present status of this new, clearly defined field of surface science is nearly completely overviewed by contributions from most of the research groups active in this field. The book is meant as a basis for the expected rapid development in this area with applications in catalysis, thin-film and semiconductor technology, sensors, electrochemistry, controlled preparation of ultrathin epitaxial surfaces, and interfaces of insultors as well as future molecular electronics.
Author: Centre national de la recherche scientifique (France)
Publisher: Elsevier Science & Technology
ISBN:
Category : Science
Languages : en
Pages : 532
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Preparation of Catalysts II.
Author: Manuel Cobian
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Languages : fr
Pages : 240
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Author: Marc Matecki
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Languages : fr
Pages : 46
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La première partie de notre travail (chapitre II) est consacrée à des essais d'obtention de grandes surfaces spécifiques, en vue d'une application éventuelle en chromatographie gazeuse ; l'analyse de ces surfaces étant effectuée par adsorption de krypton à basse température (77 K). Deux procédés ont été utilisés : la lyophilisation, dont l'application essentielle en chimie physique est la préparation de catalyseurs mixtes. Cette opération s'accompagnant d'un accroissement important du volume apparent, il était intéressant de voir si elle entraînait également une augmentation de la surface. La déshydratation d'un sel, essentiellement pour suivre, en fonction de son degré d’avancement, l'évolution de la surface. Notre choix s'est porté sur un sulfate métallique, étant donné l'intérêt que les sels de cette famille présentent en catalyse (polymérisation d'aldéhydes, de propylène, etc...), intérêt lié à leur acidité. La deuxième partie (chapitre III) concerne l'analyse, toujours par adsorption de krypton, de la surface de différents types de fibres de carbone. Devant l'importance technologique croissante de ces matériaux, il convenait de préciser leurs propriétés superficielles jusqu'a lors assez mal connues (porosité, homogénéité). Enfin, dans une dernière partie (chapitre IV), nous exposons les premiers résultats d'une étude de caractère plus fondamental, qui prolonge la série de travaux entrepris depuis plus d'une quinzaine d'années au Laboratoire, destinés à élucider le processus de formation des films physisorbés sur des surfaces homogènes. Notre premier souci a été de mieux connaître, en utilisant des molécules plus complexes, les conditions d'existence de changements de phase successifs comme ceux observés en première couche dans l'adsorption de gaz rares ou méthane sur graphite. Notre choix s'est tout d' abord porté sur le monoxyde d'azote, d'une part, en vertu de ses propriétés particulières : il s'agit d'une molécule polaire se dimérisant en phase condensée ; d'autre part, pour des raisons de commodité : s on domaine d'études est pratiquement le même que celui du krypton. Avant d'exposer l'ensemble des résultats obtenus, nous commencerons (chapitre I) par décrire les techniques expérimentales.
Author: Alexis Markovits
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Languages : fr
Pages : 263
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Book Description
LE PREMIER CHAPITRE COMPORTE QUELQUES GENERALITES SUR LA CHIMIE DES SURFACES EN INSISTANT SUR LE POINT DE VUE DU CHIMISTE. L'HYPOTHESE IMPORTANTE FAITE DANS LES APPROCHES THEORIQUES DE LA CHIMISORPTION EST CELLE DE LA LOCALITE DES PHENOMENES. UNE DISCUSSION SUR LA STRUCTURE ELECTRONIQUE DES METAUX A ETE PRESENTEE. LE RESTE DE LA THESE S'APPUIE SUR DES CALCULS. NOUS AVONS PRINCIPALEMENT REALISE DES CALCULS AB IBITIO HARTREE-FOCK PERIODIQUES A L'AIDE DE CRYSTAL. UNE CELLULE REPETEE PERIODIQUEMENT DANS DEUX DIRECTIONS FORME UN SLAB . NOUS PROPOSONS UN MODELE PERIODIQUE DE L'INTERFACE SI/SO2. LA CONSTRUCTION DE CE MODELE NOUS A AMENE A ETUDIER LA STRUCTURE ELECTRONIQUE DE LA FACE SI(100) ET SON OXYDATION. LES DIMERES SYMETRIQUES A L'ETAT TRIPLET SONT UN PEU PLUS STABLES QUE LE DIMERE ASYMETRIQUE A L'ETAT SINGULET. EN CE QUI CONCERNE L'OXYDATION, NOUS AVONS ESSAYE DE JUSTIFIER LES ADSORPTIONS A L'AIDE D'ANALOGUES MOLECULAIRES. LES BARRIERES DE DISSOCIATION DE LA MOLECULE D'OXYGENE A LA SURFACE SONT TRES HAUTES EN ENERGIE. NEANMOINS, NOUS AVONS PU PROPOSER DEUX CHEMINS DE DISSOCIATION. LES SLABS NOUS ONT EGALEMENT PERMIS D'ETUDIER L'ADSORPTION DE NH#3 ET CO#2 A LA SURFACE DE TIO#2. CES MOLECULES SONT ADSORBEES COMME DES BASES SUR L'ATOME DE TITANE, SITE ACIDE DE SURFACE. A HAUT TAUX DE RECOUVREMENT, LES INTERACTIONS LATERALES ORIENTENT LES MOLECULES ADSORBEES MOLECULAIREMENT. NOUS AVONS EGALEMENT ANALYSE DES COADSORPTIONS AVEC H#2O. DE PLUS, L'ADSORPTION DE CO#2 AUGMENTE SON ACIDITE ET DE NOUVEAUX PRODUITS COMME LE BICARBONATE ET LE CARBONATE SONT FORMES A LA SURFACE. IL S'AGIT D'UN MECANISME LANGMUIR-HINSHELLWOOD. ENFIN, NOUS AVONS TENTE, DANS UNE ETUDE SYSTEMATIQUE, D'INTERPRETER LES ADSORPTIONS A L'AIDE DES AFFINITES PROTONIQUES EN PHASE GAZEUSE ET DES RUPTURES DE LIAISONS DES ADSORBATS.
Author: Philippe Trens
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Languages : fr
Pages : 240
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Book Description
NOUS AVONS EFFECTUE UNE ETUDE THERMODYNAMIQUE DE L'ADSORPTION D'ORGANOSILANES SUR DES SURFACES SILICEUSES A PARTIR DES PHASES GAZEUSE OU LIQUIDE. LA PREMIERE PARTIE EST CONSACREE A LA CARACTERISATION DE LA TEXTURE DES ADSORBANTS (SILICE, FIBRES DE VERRE DESTINEES AU RENFORCEMENT DES COMPOSITES OU A L'ISOLATION) PAR ADSORPTION DE VAPEUR D'EAU, D'AZOTE OU DE KRYPTON, OU PAR ANALYSE THERMIQUE A VITESSE DE TRANSFORMATION CONTROLEE (ATVC), EVENTUELLEMENT COUPLEE A UN SPECTROMETRE DE MASSE. UN RESULTAT MARQUANT EST LA MISE EN EVIDENCE DE L'INFLUENCE DE L'HUMIDITE ET DU GAZ CARBONIQUE DE L'AIR SUR LES FIBRES DE VERRE D'ISOLATION: IL EN RESULTE A LA FOIS UNE AUGMENTATION DE L'AIRE SPECIFIQUE PAR APPARITION D'UNE POROSITE ET D'AUTRE PART LA FORMATION DE SELS CARBONATES. L'ETUDE DE L'ADSORPTION DES ORGANOSILANES (TRIETHYLSILANOL, MONO, DI OU TRIETHOXYALKYLSILANES) SUR LA SILICE EST EFFECTUEE ESSENTIELLEMENT A PARTIR DES ISOTHERMES D'ADSORPTION ET DE LA MESURE DES ENTHALPIES DE DEPLACEMENT DU SOLVANT (L'HEPTANE) PAR LES SOLUTES. GRACE A LA PREPARATION PAR ATVC D'ECHANTILLONS POSSEDANT UN TAUX D'HYDRATATION CONTROLE, LE ROLE CATALYTIQUE DE L'EAU SUPERFICIELLE SUR LA REACTION DE CONDENSATION CONDUISANT A DES LIAISONS SILOXANE PEUT ETRE MIS EN EVIDENCE. DANS LE CAS D'UN ORGANOSILANE COMPLEXE (UN AMINOTRIETHOXYSILANE (APS)), LE ROLE DE LA FONCTION AMINO EST MONTRE EN SOLUTION AUSSI BIEN AQUEUSE QU'ORGANIQUE. CETTE FONCTION PEUT SOIT S'ADSORBER DIRECTEMENT SUR LA SURFACE, SOIT CATALYSER LA FORMATION DES LIAISONS SILOXANES. A PARTIR DE L'ETUDE DE LA REVERSIBILITE DE L'ADSORPTION DE L'AMINOSILANE ET DE L'UTILISATION DE MOLECULES SONDES (PYRIDINE ET PHENOL), ON DETERMINE LA CONFORMATION DES MOLECULES D'APS ADSORBEES. FINALEMENT, LE BILAN PRINCIPAL DE CE TRAVAIL EST DE PERMETTRE, PAR UNE COMPREHENSION DU MECANISME DE GREFFAGE, L'OBTENTION DE RECOUVREMENTS CONTROLES INFERIEURS A LA MONOCOUCHE, AVEC DES CONSEQUENCES PREVISIBLES SUR L'ADHESION ULTERIEURE DE POLYMERES, OU SUR LES PROPRIETES DE SUPPORTS FONCTIONNALISES POUR CHROMATOGRAPHIE
