Cluster (physique)

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En physique, le mot anglais cluster est utilisé pour désigner des agrégats d'atomes pouvant contenir entre 3 et 3 10⁷ atomes et liés chimiquement entre eux. Cependant ces limites peuvent varier, parfois les agrégats de deux atomes sont inclus et parfois le nombre d'atomes limites est 10⁵ atomes.

Sommaire 1 Intérêt des clusters 2 Fabrication de clusters 2.1 Formation en phase gazeuse 2.1.1 Expansion adiabatique 2.1.2 Vaporisation laser 2.2 Croissance sur une surface 2.3 Autres méthodes 3 Notes et références

[modifier] Intérêt des clusters

Les propriétés des atomes et des solides macroscopiques sont aujourd'hui bien connues dans de nombreux domaines. Mais il peut être intéressant d'observer l'évolution de ces propriétés en fonction du nombre d'atome pour des structures de taille intermédiaire. C'est une manière de faire le lien entre les connaissances a petite et grande échelle.

D'autre part, certaines propriétés d'un solide dépendent fortement de la taille, à l'échelle des clusters. Il est donc possible de rechercher une taille qui donne des propriétés recherchées ou intéressantes. Par exemple, la température de fusion de clusters de composition chimique donnée diminue quand la taille diminue ^[1] généralement.

[modifier] Fabrication de clusters

[modifier] Formation en phase gazeuse

[modifier] Expansion adiabatique

Le principe est de vaporiser un solide dans une chambre munie d'un petit trou de sortie vers une autre chambre ou la pression est plus faible. Un flux d'atomes a grande vitesse passe dans le trou, du fait de la différence de pression ils subissent une détente adiabatique, donc un refroidissement, ce qui cause la condensation en cluster. Le fait que les atomes aient des vitesses proches dans le flux participe aussi a la formation d'agrégats.

Une variante de cette méthode consiste a utiliser un gaz noble dans le réservoir pour augmenter le refroidissement.

[modifier] Vaporisation laser

[modifier] Croissance sur une surface

Dans ce cas, on évapore des atomes de l'élément souhaite vers sur un surface qui formera le substrat de base. Des lors, la taille des clusters va dependre de different facteurs:

• La température de déposition
• La diffusion des atomes adsorbés (nommes souvent adatoms) en surface
• La diffusion en bord d'ilot

[modifier] Autres méthodes

[modifier] Notes et références

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