Pour aller plus loin : mesures GISAXS

intrins`eque du g´en´erateur d’agr´egats tri´es en masse est de 5-6% quelle que soit la taille des particules.

Figure 7.9: Dispersion relative de la distribution des surfaces projet´ees des nanoparticules en fonction de la tension de d´eviation du s´electeur ´electrostatique.

Si on consid`ere maintenant la dispersion du pic de dim`eres, la th´eorie pr´edit une valeur proportionnelle `a celle des monom`eres comme σ_Ddim � 0, 89σDmono. Le pic des dim`eres doit donc en th´eorie ˆetre plus fin que le pic des monom`eres, ce qui n’est pas le cas ici. On peut expliquer ce ph´enom`ene : l’erreur sur la conversion de la surface projet´ee en diam`etre ou volume ´equivalent (w_forme) est plus importante pour les dim`eres que pour les monom`eres. La dispersion de forme va ainsi ´elargir le pic de dim`eres. De plus, la statistique ´etant moins bonne (les dim`eres repr´esentent au maximum 20% de la population d’agr´egats sur nos couches), il est difficile d’ajuster pr´ecisement un pic de faible intensit´e.

7.4 Pour aller plus loin : mesures GISAXS

Les ´echantillons ´epais sont constitu´es de couches d’agr´egats s´epar´ees par de la matrice. Nous ne parlerons pas ici des couches r´ealis´ees en co-d´epˆot qui, si elle sont suffisamment dilu´ees, ne poss`edent pas de dim`eres. L’´etude des grilles MET r´ealis´ees avant et apr`es chaque ´echantillon nous permet d’avoir une bonne estimation de la taille moyenne, de la dispersion de taille et de la proportion de dim`eres. Nous avons ici caract´eris´e un ´echantillon ´epais, constitu´e d’un empilement de 28 couches d’agr´egats (d’´epaisseur ´equivalente comprise entre 0,3 et 0,5 ˚A) altern´ees avec des couches de carbone (caract´eris´ees au chapitre 6). Ici les agr´egats ne sont pas tri´es en taille, et pr´esentent donc une distribution de taille lognormale. L’´echantillon ´etant trop ´epais pour la microscopie ´electronique en transmission, nous avons utilis´e le rayonnement synchrotron et en particulier la technique de diffusion des rayons X `a petit angle en incidence rasante. Cette technique nous renseigne essentiellement sur la taille des nanoparticules et sur leur rapport d’aspect c’est-`a-dire le rapport entre le diam`etre dans le plan et la hauteur de la particule. Elle pourrait nous permettre de caract´eriser plus en avant nos ´echantillons : distance au premier voisin, taille des amas d’agr´egats etc. Mais la complexit´e des ´echantillons les rend peu adapt´es `

a une ´etude compl`ete (peu de signal car peu de mati`ere, tache d’agr´egats sur le substrat petite par rapport au faisceau de rayons-X etc). N´eanmoins, L. Bardotti a pu ajuster les courbes,

Figure 7.10: En haut : spectre de GISAXS d’un ´echantillon ^NTCoPt^cru_CT. Au milieu, ajuste-ment des profils q_⊥ et q_�. En bas ajustement `a deux dimensions (de gauche `a droite : image exp´erimentale, ajustement et r´esidu).

7.4. Pour aller plus loin : mesures GISAXS

avec l’aide de D. Babonneau, pour en d´eduire une valeur de diam`etre m´edian, de largeur de la distribution, et du rapport hauteur sur diam`etre.

Figure 7.11: En haut : spectre de GISAXS d’un ´echantillon ^NTCoPt^cuit_CT. Au milieu, ajuste-ment des profils q_⊥ et q_�. En bas ajustement `a deux dimensions (de gauche `a droite : image exp´erimentale, ajustement et r´esidu).

Nous avons ´etudi´e deux ´echantillons : le premier apr`es d´epˆot (�cru�), le deuxi`eme recuit 2h `

et^NTCoPt^recuit_CT est r´esum´e dans le tableau7.2et nous permet de retrouver les donn´ees obtenues par MET. ´ Echantillon D_median (nm) w ^H_D NTCoPt^CT_cru 2,58 0,45 0,65 NTCoPt^CT_recuit 2,6 0,45 0,83

Table 7.2: R´esultats des ajustements de donn´ees GISAXS.

On remarque plusieurs choses : le diam`etre m´edian ne varie pas de fa¸con significative avant et apr`es recuit de l’´echantillon, ce qui confirme `a nouveau que le carbone est une bonne matrice permettant d’´eviter la coalescence entre agr´egats. On voit aussi que le rapport hauteur des particules sur leur diam`etre augmente. Cela va dans le mˆeme sens que nos observations en microscopie conventionnelle : les agr´egats apr`es recuit deviennent de plus en plus sph´eriques. On peut discuter de cette ´evolution car la valeur avant recuit paraˆıt petite. La valeur d´etermin´ee par cet ajustement est ind´ependante de la taille, or on a montr´e pr´ec´edemment qu’il y avait vraisemblablement un effet de la taille sur le mouillage des particules (aplatissement). La valeur de H/D d´epend donc a priori de la taille comme cela a pu ˆetre observ´e[39, 123]. Comme les particules qui ont un rapport H/D le plus petit doivent ˆetre les plus grosses, elles peuvent contribuer `a faire diminuer la valeur de H/D global puisqu’elles ont grand pouvoir de diffusion et qu’elles sont en nombre relativement important (distribution lognormale). Il serait int´eressant de r´ealiser le mˆeme type de mesures avec des ´echantillons tri´es en taille, avec plusieurs tailles et densit´es pour d´eterminer l’´evolution du rapport H/D et ainsi conclure sur le mouillage des particules⁴.