Caractérisation physique et chimique des surfaces

Description

Ce cours offre une introduction des principaux concepts et mécanismes de la microéconomie. Nous nous intéresserons surtout au fonctionnement du marché, à la question de son efficacité ainsi qu'à celle de l’intervention publique. Ces problématiques permettront également à l’étudiant de se familiariser avec la méthode et la façon de penser des économistes. La présentation des théories se fera sans utiliser l’outil mathématique afin de laisser la place à l’intuition. Le cours magistral s'accompagnera de plusieurs séances de travaux dirigés, lors desquelles nous ferons appel à l’économie expérimentale. Ce cours constitue ainsi un tremplin dans le cursus des étudiants, qui approfondiront tout au long de leur cursus les principaux concepts développés ici.
 

Compétences visées

A l’issue de ce cours l’étudiant est capable de :
 

• Comprendre les spécificités des surfaces et interfaces
• Identifier une surface
• Analyser les propriétés des surfaces en termes de réactivité pour pouvoir les mettre à profit dans des applications
• Comprendre les différentes techniques d’étude des surfaces et interfaces et connaître leur complémentarité
• Concevoir une stratégie d’étude des surfaces et interfaces
• Recommander une technique pour une application donnée

Modalités d'organisation et de suivi

Méthodes pédagogiques :
Présentation magistrale des concepts, illustrés par de nombreux exemples.

Travail personnel recommandé :
Il est très fortement recommandé d’assimiler régulièrement les notions introduites dans le cours.
Plan :
A - Techniques d'études des interfaces (12 h)

I - Techniques optiques d'étude des surfaces
A - Electromagnétisme aux interfaces - Conditions aux limites des champs électriques
et magnétiques
B - Lois de Fresnel
C - Méthode des matrices pour les calcul des coefficients de réflectivité
D - Description de différentes technques optiques (ellipsométrie, réflectométrie,
microscopie à angle de Brewster, refection plasmonique, IR en mode ATR)
II - Microbalance à quartz
A - Base physique de la technique
B - description de la technique et interprétation de la mesure
III - Mesure d'épaisseurs hydrodynamiques
A - Signification physique d'une épaisseur hydrodynamique
B - Description de la mesure
C - Comparaison entre épaisseur hydrodynamique et épaisseur optique
IV - Fluorescence Recovery After Photobleaching
A - Quelques bases sur la fluorescence
- Description de la FRAP et des informations que l'on peut en tirer
V - Un exemple d'étude menée à partir de ces différentes techniques
A partir d'un ensemble d'articles, dégager la complémentarité et les limitations des différentes techniques

B - Physique des Surfaces - Aspects solides (12 h)

I- Concept de surface - Energie et structure

Energie de surface
Description macroscopique - surfaces vicinales
Structure atomique - relaxation et reconstruction de surface

II- Méthodes de caractérisation

Interaction rayonnement-matière

Les méthodes de laboratoire
a. Composition chimique : spectroscopie Auger, spectroscopie de photoélectrons (XPS)
b. Structure : diffraction des électrons (LEED - RHEED), diffraction des électrons en incidence rasante

Les méthodes permises par le rayonnement synchrotron
a. Caractérisation chimique : spectroscopies d'absorption des rayons X - XAS - EXAFS
b. Caractérisations structurales : diffraction des rayons X en incidence rasante -GIXD-
c. Caractérisations magnétiques : absorption des rayons X, dichroïsme magnétique - XMCD, XMLD - Spectromicroscopie - X-PEEM
 

Bibliographie

• Physics at surfaces, A. Zangwill, Cambridge University Press 1998
• Les surfaces solides : concepts et méthodes, S. Andrieu, P. Müller, CNRS Editions 2005
• Introduction to surface physics, M. Prutton, Oxford Science Publication 1994

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