Nanostructuration spontanée des substrats et des couches épitaxiées – Nano-morphogénèse

Afin d’accéder à une meilleure compréhension des mécanismes de base qui entrent en jeu lors de la formation spontanée de nanostructures à partir de couches minces épitaxiées il est nécessaire d’étudier l’effet des contraintes élastiques sur les instabilités cinétiques telles que la mise en paquet de marches et le démouillage. Notre projet, couplant théorie et expérience, consiste donc à étudier: (i) l’origine de l’instabilité menant à la mise en paquet des marches en présence d’un courant électrique (électromigration). En particulier, sera analysé le rôle de l’élasticité sur la cinétique d’atteinte et la description de l’état final. (ii) la cinétique de l’instabilité conduisant au démouillage. En particulier seront analysées la formation de bourrelets facettés, de structures en labyrinthe et/ou d’îlots, ainsi que l’effet des contraintes élastiques sur le démouillage. Du point de vue expérimental, la réalisation du projet passe par : (1) la mise au point d’un système mécanique permettant de faire varier et contrôler artificiellement la contrainte in situ, (2) le développement d’une nouvelle technique de microscopie électronique en réflexion, (3) le choix de systèmes expérimentaux : Si(111) pour (i), métal/Silicium et métal sur graphite pour (ii). Les retombées attendues sont une meilleure compréhension de la cinétique de formation de la couche de mouillage lors de la croissance de boîtes quantiques, une meilleure connaissance de la stabilité des nano-structures par rapport au démouillage, et la possibilité de contrôler par des champs extérieurs (électromigration, contraintes élastiques externes) la nanostructuration de surface.