Etude des propriétés de surface des TCO par microscopie à champ proche

Abstract

Dans notre travail nous avons fait l’étude des microscopies à champ proche. Nous nous sommes intéressés dans une première partie à la maîtrise des phénomènes physiques sur lesquels sont basées ces techniques. Nous avons étudié aussi les aspects expérimentaux des appareillages c'est-à-dire les microscopes en eux-mêmes. Nous nous sommes aussi intéressés aux modes de fonctionnement et aux adaptations nécessaires à leurs utilisations pour la caractérisation des morphologies de surface des matériaux. Dans un premier temps notre étude a concerné la microscopie à effet tunnel dans laquelle le mode de fonctionnement à hauteur constante s’est révélé être meilleur pour des surfaces ne présentant pas d’aspérités ; cependant le mode à courant constant est préféré pour les autres cas (présentant des non uniformités, tels que les îlots, les marches,etc...). est donc nécessaire dans l’utilisation du microscope STM de commencer la caractérisation de la surface, dans une première étape systématiquement par le mode à courant constant. La STM s’avère être un outil très utile pour la caractérisation à l’échelle locale des matériaux et donc pour la détermination d’éventuels défauts à la surface. L’inconvénient de la STM est que, vu son principe, elle ne peut servir à la caractérisation des isolants. Pour les matériaux isolants la caractérisation est assurée par le microscope à force atomique AFM. Dans le cadre de l’application de ces microscopies, nous avons présenté des images de surface des différents TCO réalisés par différentes techniques d’élaborations, pour l’observation de surfaces pouvant aider à une compréhension des phénomènes de croissance des couches minces en relation avec les conditions de réalisation de ces couches. L’étude et la caractérisation des surfaces peuvent être complétées par la détermination des propriétés électroniques, tels que la valeur du gap, les concentrations en porteurs libres, la conductivité, le travail de sortie,…des matériaux caractérisés ; cela pourra se réaliser à l’aide de la spectroscopie STM. En perspective de ce travail, la maîtrise des techniques de spectroscopie STM peut permettre avec le développement de l’application microscope a effet tunnel, dans le cas d’émission de champ, à réaliser des dépôts à l’échelle atomique de matériaux avec des propriétés structurales et électroniques contrôlées