Stabilization and Morphology of the 5-fold symmetry surface of the quasicrystal AlPdMn

Stabilisation et morphologie de la surface de symétrie cinq du quasicristal Al70Pd20Mn10

Giovanni Cappello (1)

1 ESRF - European Synchrotron Radiation Facility

N.A.

Les quasicristaux sont des matériaux non périodiques, avec un ordre d’orientation à longue portée et qui présentent un axe de symétrie d’ordre cinq. La physique des surfaces ne permet pas de décrire, a priori, la structure et la morphologie de la surface d’un quasicristal. Nous avons donc étudié les aspects structuraux et morphologiques de la surface de symétrie cinq du quasicristal AlPdMn. Cette surface a été préparée par bombardement ionique et recuit sous ultravide. Nous avons exploré le diagramme de phase de cette surface en fonction de la température du recuit : après bombardement et recuit à basse température, on observe l’apparition d’une phase cristalline en épitaxie sur le quasicristal. Un recuit à plus haute température (T>700K) permet d’obtenir une surface quasicristalline de bonne qualité. La composition chimique de la surface a été caractérisée par spectroscopie d’électrons (Auger et XPS) et sa structure par diffraction d’électrons lents (LEED). Des mesure de microscopie en champ proche (AFM à l'air et STM sous ultra vide) et de diffraction des rayons X in situ ont montré que la morphologie de cette surface est dominée, à l’échelle du micron, par une structure en terrasses et marches macroscopiques et, à l’échelle du nanomètre, par une structure en clusters. Nous avons observé que des recuits à plus haute température (T>900K) induisent une transformation irréversible de la surface, qui évolue vers une surface “ plate ” et qui peut se décrire en terme de marches et terrasses jusqu’à l’échelle du nanomètre. Dans la dernière partie de la thèse, on présente une expérience de génération d’ondes stationnaires dans le quasicristal. Nous avons montré la réponse de la surface du quasicristal au passage d’une onde stationnaire et la possibilité de sonder, par cette technique, la relation de cohérence entre la surface et le volume du quasicristal.

Mots clés: Quasicrystal; Near field microscopy; Surface Structure; X-ray standing waves; Surface morphology; X-ray reflectivity

Mots clés: QUASICRISTAL; MICROSCOPIES EN CHAMP PROCHE; STRUCTURE DE SURFACE; ONDES STATIONNAIRES DE RAYONS X; MORPHOLOGIE DE SURFACE; REFLECTIVITE X

Domaines: Biophysique [physics.bio-ph]

Giovanni Cappello. Stabilisation et morphologie de la surface de symétrie cinq du quasicristal Al70Pd20Mn10. Biophysique [physics.bio-ph]. UJF Grenoble-1, 1999. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01140300⟩