Matière vue du ciel : quelques progrès récents en microscopie tunnel

Les propriétés d’un matériau dépendent étroitement de sa structure volumique, défauts compris. Si elles ont été longtemps négligées, les propriétés spécifiques de surface sont aujourd’hui un champ d’investigation à part entière. La surface est en effet le lieu d’échange entre le matériau considéré et son environnement. Par ailleurs, la rupture de la symétrie de translation au voisinage de la surface peut modifier drastiquement la structure atomique et électronique locale du matériau par rapport au volume sous-jacent : « Dieu a créé le volume, le diable la surface » selon la célèbre formule de Wolfgang Pauli. Finalement, la course actuelle vers la réalisation de structures et composants de taille nanométrique confère aux surfaces une importance cruciale. Une nanostructure comportant 1000 atomes a en effet de l’ordre de la moitié de ses atomes localisés en surface…

En permettant, au cours des années 1960-1970 l’étude des premières surfaces modèles par diffraction et spectroscopies électroniques, les technologies de l’ultra-vide ont ouvert la voie aux développements modernes de la Physique des surfaces. L’invention de la microscopie à effet tunnel (STM) en 1982 est une seconde révolution, permettant l’observation directe de la surface de la matière à l’échelle atomique. Dans cet exposé, j’illustrerai l’importance de l’apport du STM à la physique des surfaces. Je montrerai en particulier que les nombreux modes originaux d’acquisition développés depuis 1982 permettent aujourd’hui, bien au-delà de la seule information structurale, de caractériser les propriétés électroniques, magnétiques et dynamiques de la matière à l’échelle atomique.

Mardi 19 avril à 12h au Diapason 

Campus de Beaulieu, Allée Jules Noël, 35000 Rennes