CURRICULUM VITÆ. Stéphane OLIVIER

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1 CURRICULUM VITÆ Stéphane OLIVIER 4, Place de la Convention, Le Luc, FRANCE Tél : solivier@laas.fr Nationalité : Française - Célibataire - Né le : 17 Juin 1977 ACTIVITE PROFESSIONELLE Stage post-doctoral au Laboratoire d Analyse et d Architecture des Systèmes (LAAS-CNRS) à Toulouse dans le cadre de l ANR-05-CIGC LN3M. Sujet : La densification dans la croissance ALD de High-k. Stage post-doctoral à l Istituto per i Processi Chimico-Fisici (IPCF) du Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) de Pise (Italie) dans le cadre du projet européen GSOMEN. Sujet : Développer un nouveau potentiel empirique pour les agrégats d Au. Contrat d Assistant Temporaire d Enseignement et de Recherche (ATER) à l université Aix-Marseille II, Luminy. Doctorat effectué à Marseille, au Centre de Recherche en Matière Condensée et Nanosciences (CRMCN- CNRS) soutenu par une bourse du Ministère de la recherche. Titre de la thèse : Rôle des contraintes dans les reconstructions de surfaces métalliques. CURSUS UNIVERSITAIRE / / / /1997 Doctorat spécialité Science des Matériaux, effectué à Marseille, au Centre de Recherche en Matière Condensée et Nanosciences (CRMCN-CNRS). Titre de la thèse : Rôle des contraintes dans les reconstructions de surfaces métalliques. Soutenue le 30 juin 2004 devant un jury composé de : Michel Bienfait (Président) Catherine Priester Bernard Croset (Rapporteur) Olivier Thomas Thierry Deutsch (Rapporteur) Andrés Saúl (Directeur de thèse) Diplôme d Etudes Approfondies (D.E.A.) spécialité Science des Matériaux, des trois Universités d Aix- Marseille et de l Université de Toulon et du Var. Mention : bien. Sujet du stage dirigé par A. Saúl et G. Tréglia. au C.R.M.C.N-C.N.R.S. : Rôle des contraintes de surface dans les reconstructions. Maîtrise de Physique à l Université d Aix-Marseille III, St-Jérôme. Licence de Physique à l Université d Aix-Marseille III, St-Jérôme. DEUG MIAS à l Université de Toulon et du Var, La Garde. 1

2 COMPETENCES DIVERSES Langues : Français (Langue maternelle), Anglais (Lu, écrit et parlé ), Italien (Bonnes notions), Allemand (Scolaire), Japonais (Rudiments) Environnements informatiques : Unix, Linux, Windows Langages de programmation : TurboPascal, Fortran77, Fortran90, C, LaTeX, HTML Logiciels de Bureautique : Maple, Word, Excel, Powerpoint, OpenOffice Logiciels de Calcul : GAUSSIAN, TurboMole, WIEN, PWSCF, VASP Intérêts personnels : phonétique et phonologie, linguistique, transcriptions et écritures, symboles et symbolisme, mythes et légendes dans diverses cultures du monde. ACTIVITES DE RECHERCHE 2000/2004 RESUME DE THESE Les contraintes, grandeurs élastiques déjà très étudiées par le passé, ont trouvé un regain d interêt avec le développement des nanosciences. Par ailleurs, l existence de reconstructions sur certaines surfaces reste un problème fondamental. D aucuns ont voulu voir dans les premières un moteur pour les secondes. Nous avons voulu le vérifier en étudiant par calculs numériques à l aide de méthodes ab initio DFT mais également par des potentiels semi-empiriques, la reconstruction en rangées manquantes (1 2) des faces (110) des métaux de transition 5d (Ir, Pt et Au) en comparant ces derniers aux autres métaux cfc (Ni, Cu, Rh, Pd et Ag). 2004/ /2008 Nous montrons tout d abord que contrairement à d autres systèmes, il n y a pas relaxation des contraintes avec la reconstruction. Puis, deux critères d instabilité de surface ont été déterminés, le principal se basant sur la dérivée de l énergie de surface par rapport à la déformation. D autre part, nous avons vérifié que les effets relativistes expliquent le comportement particulier de ces métaux 5d. Enfin, l utilisation d un potentiel semi-empirique nous a permi d élargir notre étude a toute une série d orientations de surface. L étude et la comparaison d un γ plot (énergie de surface) et d un σ plot (contraintes de surface) nous a permi de généraliser nos résultats. Dans le cadre du projet européen GSOMEN (Growth and Supra-Organization of transition and noble MEtal Nanoclusters) qui se propose d étudier le dépôt et la croissance d agrégats sur des Oxydes couplant des études expérimentales et théoriques, nous avons développé un nouveau potentiel Au-Au incluant la coordinance et des corrections angulaires. Pour ce faire nous avons paramétré ce nouveau potentiel sur des calculs ab initio DFT de structures modèles. Nous avons ainsi pu, comme premier résultat, retrouver les énergies et les structures obtenues ab initio pour un agrégat d Au octaédrique ainsi que la structure de la reconstruction 1 2 de la surface (110) de l Au. Dans le cadre du projet A.N.R. LN3M (Logiciels Nouvelle génération pour la Modélisation Multi-échelle des Matériaux - ANR Calcul Intensif et Grilles de calcul : ANR-05-CIGC ), j ai étudié la croissance par Atomic Layer Deposition (ALD) de l oxyde à haute permitivité (High-k) HfO 2 et plus particulièrement l implication d un mécanisme appelé densification décrivant les changements électroniques et de structure depuis le dépôt d un précurseur jusqu à l élément constituant de la couche cristalline. Dans le but de simuler de manière réaliste la croissance par ALD, un code Monte Carlo Cinétique a été développé. Les barrières de réaction nécessaires ainsi que diverses structures locales ont été calculées à l aide de méthodes quantiques moléculaires (GAUSSIAN). Nous avons montré entre autre que l intervention de la densification était indispensable pour décrire correctement la cinétique de croissance et plus particulièrement la cinétique du taux de couverture. TABLEAU RECAPITULATIF 2

3 Techniques utilisées Ab initio DFT Codes périodiques : -base ondes planes et pseudopotentiels : PWSCF, VASP -base LAPW : WIEN97 Codes chimie quantique non périodiques -bases gaussiennes : GAUSSIAN, TURBOMOLE Potentiels Semi-empiriques SMA/RGL, potentiel dérivé des liaisons fortes Nouveau potentiel incluant la coordinance et la directionalité Monte Carlo Cinétique (KMC) HIKAD Systèmes étudiés Reconstruction 1 2 des surfaces (110) des métaux cfc de fin de série de transition : Ni, Cu, Rh, Pd, Ag, Ir, Pt, Au, pour l étude des contraintes élastiques de surface. Agrégats d Au octaèdrique. Croissance d oxydes à haute permitivité (High-k) HfO 2 par Atomic Layer Deposition (ALD) sur surface de SiO 2 PUBLICATIONS (1) Insights into crystalline pre-organization of gaz phase precursors: densification mechanisms., S. Olivier, J.-M. Ducéré, C. Mastail, G. Landa, A. Estève, and M. Djafari Rouhani, Chem. Mater. 20 (2008) (2) Derivation of an empirical potential for gold with angular corrections., S. Olivier, R. Conte, A. Fortunelli, Phys. Rev. B 77 (2008) (3) Influence of surface stress in the missing row reconstruction of fcc transition metal., S. Olivier, G. Tréglia, A. Saúl, and F. Willaime, Surface Science 600 (2006) (4) Surface stress and epitaxial growth., S. Olivier, P. Müller, and A. Saúl, Current Topics in Crystal Growth Research, 7 (2004) 1 (article de revue). (5) Relation between surface stress and (1 2) reconstruction for (110) fcc transition metal surfaces., S. Olivier, A. Saúl, and G. Tréglia, Applied Surface Science (2003) (6) Multiscale modeling of the Atomic Layer Deposition of HfO2 thin film grown ontosilicon: how to deal with a Kinetic Monte Carlo procedure., A. Dkhissi, A. Esteve, C. Mastail, S. Olivier, G. Mazaleyrat, L. Jeloaica, M. Djafari Rouhani, accepté à J. Chem. Theo. Compt. Densification: a key issue for high k materials deposition., S. Olivier, C. Mastail, G. Landa, A. Estève, and M. Djafari Rouhani, en préparation. COMMUNICATIONS SCIENTIFIQUES Séminaires invité -2004: Link between surface and missing row reconstruction of the fcc transition metals: ab-initio calculations and relativistic effects al Dipartimento di Fisica dell Università di Genova (Gènes, Italie) : Implications des effets relativistes dans divers comportements de métaux de transition cfc. à l IPCMS, Strasbourg. Communications orales 3

4 Posters -2008: ALD 2008, Bruges : Towards Atomic Scale Process Simulation of Atomic Layer Deposition of High-k Materials: a Multi-scale Approach. A. Estève, S. Olivier, C. Mastail, G. Mazaleyrat, L. Jeloaica, M. Djafari Rouhani, in the AVS/ALD Conference, San Diego : Contraintes et reconstructions : rôle des effets relativistes. aux 3èmes Journées de l Ecole Doctorale de Physique et Science de la Matière de Marseille à l Université Aix-Marseille II, Luminy : Relations entre contraintes et reconstructions (110)-(1 2) des métaux de transition cfc : rôle des effets relativistes. à l Atelier d Aussois, Relaxation des contraintes dans les couches nanométriques épitaxiées du GDR Relax : Etude théorique du rôle des contraintes dans les reconstructions de surface : approche atomistique! aux 8èmes Journées de la Matière Condensée à Marseille : Les reconstructions de surface : comment et pourquoi? à Physique 13 en clips Marseille : Theoretical study on the influence of stress on surface reconstruction: an atomistic approach! in the 3rd International Workshop on Surface and Interface Segregation in Porquerolles island : High-k oxides for MOS technologies: a multi-level approach pour le groupe Microsystèmes et Intégration des Systèmes : Surface stress : from definition to anisotropy measurements S. Olivier, J. Fuhr, A. Saúl and P. Müller, in the Symposium on Surface Science (3S 05) : An atom-atom potential for gold which includes directionality effects S. Olivier, G. Barcaro and A. Fortunelli, nel Workshop on Surface Nanopatterning, Tirrenia (Italie) : Contraintes et reconstructions : rôle des effets relativistes. aux Journées Simulation Numérique, Matière Condensée et Désordre à Paris, Jussieu : Rôle des contraintes dans les reconstructions de surface ou de la gestion du stress dans un mileu rigide. aux Doctoriales 2002, Carry-le-Rouet : Relation between surface stress and (1 2) reconstruction for (110) fcc transition metal surfaces. in the 11th International Conference on Solid Films and Surfaces in Marseille : Rôle des contraintes dans les reconstructions de surface. aux 2èmes Journées de l Ecole Doctorale de Physique et Science de la Matière de Marseille à l Université Aix-Marseille II, Luminy : Rôle des contraintes dans les reconstructions de surface : une approche atomistique! aux 1ères Journées de l Ecole Doctorale de Physique et Science de la Matière de Marseille à l Université Aix- Marseille II, Luminy : Influence of stress on surface reconstruction: an atomistic approach! in the European Winter School: State of the art of simulations in electronic structure and total energy for surface science in Cargese (Corsica). ACTIVITES D ENSEIGNEMENT Formation Introduction au calcul atomistique : les codes VASP et TURBOMOLE de la théorie à la pratique... pour doctorants et chercheurs, au LAAS-CNRS. Dans le cadre d un Contrat d ATER, 100 heures de Travaux Dirigés d informatique appliquée aux sciences, en Licence et Maîtrise de Physique, à l université Aix-Marseille II, Luminy. Prise en charge pendant 2 ans de l évaluation sous forme d oraux de contrôle comptant pour 25% de la note finale dans le cadre du cours d Electrostatique-Magnétostatique dirigé par le Pr. P. Müller à l Université d Aix-Marseille III, St-Jérôme Travaux Pratiques de bureautique en 1ère année dans les filières Science des Matériaux et GBM à l Ecole Supérieure d Ingénieur de Luminy. 4

5 TABLEAU RECAPITULATIF Oraux de contrôle en Electrostatique 2 30h en DEUG à Aix-Marseille III TD en Informatique appliquée à la Physique en Licence et Maîtrise dans la cadre d un ATER à Aix-Marseille II 100h TP de bureautique en première année à l ESIL (Ecole Supérieure d Ingénieur de Luminy) 12h Formation VASP / TurboMole au LAAS-CNRS 8h ACTIVITES ADMINISTRATIVES Représentant des doctorants au Conseil de l Ecole Doctorale Physique et Sciences de la Matière de Marseille. 5