Diffraction d’atomes rapides sur surfaces : des résonances de piégeage à la dynamique de croissance par épitaxie

Ce travail est consacre a l’etude de la diffraction d’atomes rapides (d’energie cinetiquede l’ordre du keV) en incidence rasante (angles d’incidence ~ 1°) le long ou proche d’unedirection principale d’une surface cristalline. Cette geometrie en incidence rasante permet de(i) recolter, en quelques secondes, la totalite du cliche de diffraction sur un detecteur sensible enposition ; (ii) preserver la coherence de l’onde de matiere en reduisant les sources de decoherencecomme l’excitation electronique et l’agitation thermique. La grande sensibilite des atomes ala forme de la densite electronique de surface (partie repulsive) et au puits attractif de Vander Waals revele les resonances de Fano et demontre que l’atome voyage, piege au-dessus de lasurface, de facon coherente, sur une distance de 0.2μm. Il est egalement montre que la diffractiond’atomes rapides est une technique robuste pour suivre la dynamique de croissance de semiconducteurs(GaAs) par epitaxie (reconstructions, transitions de phase). Enfin, l’observationde la diffraction sur une feuille de graphene depose sur 6H-SiC(0001) suggere l’utilisation desatomes rapides comme outil de diagnostic pour le suivi et la caracterisation en temps reel dela croissance du graphene dont les proprietes exceptionnelles dependent beaucoup des defautsde surface.