Organisation spontanée d agrégats de Platine et de Cobalt Platine sur graphite.

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1 Organisation spontanée d agrégats de Platine et de Cobalt Platine sur graphite. L. Bardotti, D. Taïnoff, F. Tournus, P. Mélinon, N. Blanc et V. Dupuis Laboratoire de Physique de la Matière Condensée et Nanostructures UMR CNRS 5586 Introduction Observations et analyses Origines expérimentales ou physiques? Conclusion et Perspectives GDR nano alliages, juin 2008

2 I Introduction Tous types d agrégats Distribution de taille étroite ions et neutres Production d agrégats mixtes avec stœchiométrie contrôlée Chambre de dépôt V +V Chambre de dépôt Faible énergie cinétique: UHV ions + triés +V +V neutres ions triés Vide secondaire pas de fragmentation Effet mémoire balance à quartz

3 I Introduction 1 v cte Tri en énergie qv = mv 2 2 m : masse des agrégats v = vitesse des agrégats en vol V : potentiel ajustable Exemple : agrégats de Platine sur ac Tri en masse R. Alayan et al. Rev. Scient. Instrum. 75, (2004) Agrégats neutres (D m = 1,6 nm; Dispersion = 75%) Agrégats ionisés et triés (D m = 2,2 nm; Dispersion = 15%)

4 I Introduction a b c d 100 nm Au N /HOPG Sb N /HOPG Ea D = D0 exp( ) kt L. Bardotti et al. PRL. 74,4694 (1995) P. Jensen, Rev Mod Phys D 71 (1999) 5

5 II Observations et analyses Agrégats ionisés et triés (Φ m = 2,2 nm, dispersion = 15%) Résultats surprenants / études antérieures avec agrégats neutres Les amas sont compacts plutôt que ramifiés: diffusion de bords Au sein des amas les agrégats ne se touchent pas ne coalescent pas Agrégat incident (Φ = 2,2 nm) R. Alayan, et al. Phys. ReV. B 2007, 76,

6 II Observations et analyses d 0 3,5 nm Existence d une distance caractéristique (d 0 ) entre centres de masse des agrégats : d 0 = 3, 5nm Organisation hexagonale à longue portée des agrégats au sein des amas Fonction d auto corrélation Expérience Sphères dures arrangement hexagonal parfait Sphères dures arrangement hexagonal ajustable D. Taïnoff et al. J. Phys. Chem C, 112 (17), 6842 (2008)

7 Quelques hypothèses explorées: effet du tri (i.e. charge, dispersion en taille et flux). Sans tri en masse Agrégats neutres Flux agrégats. s 1 Dispersion 50% avec tri en masse Agrégats ionisés Flux 10 8 agrégats. s 1 Dispersion 10% effet de contamination (i.e. enrobage des agrégats). effet de surface (i.e. sites spécifiques de nucléation). effet de la nature des agrégats (i.e. spécificité du platine). Etudes complémentaires

8 1. Dépôt d agrégats de Platine neutres non triés 100 nm 10 nm Absence de contact entre agrégats, présence d une distance d 0 mais aucune organisation 2. Dépôt d agrégats d or ionisés et triés Même résultats que pour les non triés effet du tri effet de contamination effet de surface effet de la nature des agrégats

9 ?? 1,5 nm 3. Dépôt d agrégats d or et de Platine triés sur a.c Pas de couche de contamination «épaisse» Au N Pt N effet du tri effet de contamination effet de surface effet de la nature des agrégats

10 Nucléation?? hétérogène Défauts agrégats 4. Dépôts successifs d agrégats d or triés puis de Platine triés sur HOPG Agrégats Pt Amas Au effet du tri effet de contamination effet de surface effet de la nature des agrégats

11 Rôle du platine dans l organisation spontanée? 5. Dépôt d agrégats de Cobalt Platine triés sur graphite HOPG 5 nm Dépôts d agrégats de CoPt triés en masse sur HOPG Même comportement que les agrégats de Platine purs A1 cfc Questions en suspend. Effet de nature des agrégats?

12 Une dissociation des agrégats au préalable en contact? Une interaction répulsive courte portée? Instabilités de forme??? Fragmentation des bras des amas apparition de clusters individuels de diamètres bien définis C. Brechignac et al. Phys. Rev. Lett. 88, (2002) Ag pur 0,5% d oxygène 1% d oxygène Ag 100 /HOPG Evolution en fonction des impuretés d oxygène incorporées en phase gazeuse Ici : Φ m supporté = Φ m incident ; Ordre hexagonal. NON

13 Franges de Moirés: Oscillations périodiques de la densité électronique locale (LDOS). 0,1 ML 0,01 ML Dépôt atomique d Ir sur graphène / Ir(111) N. Diaye et al. N. J. Phys. 10, (2008) Ici: d 0 fixe sur la totalité des échantillons, la zone analysée. NON Oscillations type Friedel: Interaction atome (agrégat) substrat oscillations périodiques de la LDOS. Agrégat de Pt (0,8 nm) / Graphite J Xhie et al. PRB 43, 8917 (1991) Ici : aucune variation de LDOS détectée autour des agrégats en STM. NON

14 Distorsion des feuillets de graphite répulsion courte portée par un effet stérique ou élastique Collaboration T. Albaret (LPMCN (groupe théorie et modélisation))

15 Mécanisme d auto organisation basé sur une déformation de locale de la surface???? Identifier la distance constante Dépôt de gros agrégats triés Simulations Organisation d agrégats de CoPt Identifier le rôle du platine dépôt de Co x Pt 1 x Organisation d agrégats de CoPt en phase L1 0 Voir exposé Nils Blanc Essai sur Moirés: graphène/ir(111) ( Coll N. Diaye et al., Köln, Allemagne))