5. Interaction des surfaces avec le milieu extérieur
• Interaction avec les atomes
Lorsqu'un atome de gaz rare (ou une molécule neutre) s'approche de la surface d'un solide, il subit une attraction qui résulte des forces de dispersion, ou forces de Van der Waals.
Pour un solide semi-infini comportant une surface plane, l'interaction atome-surface à la distance z de la surface s'écrit (pour une distance z supérieure au diamètre de l'atome) :
L'atome peut être adsorbé sur la surface, ou être réémis avec ou sans perte d'énergie. Le premier phénomène est étudié dans l'article adsorption. Le phénomène de diffusion par la surface conduit à une technique d'analyse très sensible à l'état d'ordre, ou de désordre, et de contamination de la surface.
Lorsqu'on bombarde une surface avec des atomes neutres de masse m, monocinétiques, de vitesse v, on peut obtenir un phénomène de diffraction, lorsque la longueur d'onde associée λ = h/mv est de l'ordre de grandeur des distances interatomiques. Cela est obtenu avec des atomes tels que l'hélium, l'hydrogène ou le deutérium atomiques ou moléculaires, pour des énergies thermiques de l'ordre de 10 à 100 meV ; c'est aussi le domaine d'énergie des phonons qui peuvent ainsi être étudiés par l'analyse du spectre diffracté. On peut également avoir accès aux états liés du potentiel d'interaction atome-surface par le phénomène de résonance.
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