Surface Analysis

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :

Contribution du cours au référentiel du programme

AA : 1.1, 2.1, 2.3, 5.5

Acquis d¿apprentissage spécifiques au cours

a. Acquis d¿apprentissage disciplinaires :

Spectroscopies électroniques et ioniques :

A l'issue du cours, l'étudiant sera capable de :

• d¿identifier et d¿expliquer les mécanismes physiques (ou physico-chimiques) sous-jacents aux méthodes d¿analyse spectroscopiques et spectrométriques considérées.  Ces méthodes incluent des spectroscopies électroniques (LEED-RHEED, AES, XPS-ESCA) et ioniques (ISS, RBS) ainsi que des spectrométries de masse (SIMS, LDIMS, MALDI) ;
• de discuter les particularités de chaque technique, comparer les informations qu¿elles permettent d¿obtenir et leurs champs d¿application ;
• d¿expliquer le schéma de principe des différents instruments et décrire leurs principales composantes (ex. canon à ions, analyseur électrostatique, détecteur multicanal) ;
• d¿identifier les performances, les limites (ex. sensibilité, quantification) ainsi que les éventuels artefacts liés aux différentes méthodes analytiques, être critique vis-à-vis de l¿interprétation des données ;
• d¿illustrer l¿application des techniques analytiques par des exemples impliquant des procédés de traitement des surfaces (ex. PVD, traitements plasma, dépôts de couches minces) ;  
• de proposer une méthodologie adéquate pour l¿analyse structurale ou chimique de surface d¿un échantillon solide de nature inconnue ;
• de justifier le choix de la (des) méthode(s) appropriée(s) pour répondre un problème de caractérisation des matériaux (tel qu¿il pourrait être amené dans un cadre industriel).

Microscopies à sonde locale (SPM) :

A l'issue du cours, l'étudiant sera capable :

• d'identifier et d'expliquer les phénomènes physiques, chimiques et physico-chimiques régissant le fonctionnement des microscopies à sonde locale (STM, C-AFM, AM-AFM, FM-AFM, LFM, FMM, EFM, MFM, PFM, KPFM, ...) ;
• de décrire l'instrumentation et d'expliquer le fonctionnement de ces microscopies ;
• de comparer ces techniques aux niveaux des propriétés physiques, physico-chimiques ou chimiques qu'elles permettent de mesurer ou de cartographier ;
• de faire le choix d'une technique adéquate pour caractériser une propriété donnée d'un matériau spécifié et de justifier ce choix ;
• d'expliquer les différents artefacts qui peuvent fausser ce type d'analyse et de critiquer des résultats d'analyses réalisées avec une de ces techniques sur cette base.

b. Acquis d¿apprentissage transversaux:

• Discuter de façon critique des résultats d¿expériences avec des experts dans les domaines concernés.
• Rédiger un rapport de laboratoire concis, structuré et adéquatement illustré décrivant succinctement les aspects techniques des expériences réalisées, de la préparation des échantillons aux résultats obtenus, dans un langage scientifique précis.