Un des objectifs des codépôts est d’obtenir une croissance des ilots d’alliages (Co,Pt) organisée afin que les nanostructures aient une distribution de taille étroite. Les mesures magnétiques par dichroïsme magnétique circulaire des rayons X se faisant sur une assemblée d’environ 1010 ilots, une distribution de taille resserrée permet d’effectuer des mesures des propriétés magnétiques des nanostructures avec un minimum de convolution due à la taille, voire de remonter aux propriétés de la particule unique.
3.3.1 Influence de la composition
On étudie dans cette partie l’influence de la proportion cobalt-platine sur l’or-ganisation des ilots sur la surface. On a choisi de travailler à un taux de couverture aux alentours de 0,3 MC car les ilots sont d’une taille suffisamment importante pour pouvoir étudier leur morphologie et leurs propriétés magnétiques tout en restant assez petits pour éviter de coalescer entre eux.
Pour un dépôt de cobalt pur (voir figure3.5.a) la quasi-totalité des ilots nuclée au niveau des coudes des chevrons. On obtient ainsi une croissance la plus organisée possible sur ce substrat, correspondant à la reconstruction de la surface Au(111). Si on dépose un peu de platine en même temps que le cobalt (dans une propor-tion de l’ordre de 15 %, voir fig. 3.5.b), on observe des modifications de l’organi-sation à grande échelle : les ilots situés en dehors des coudes de la reconstruction (qualifiés d’hors-site par opposition aux ilots situés sur ces coudes, en-site) sont plus nombreux que pour le cobalt pur. Néanmoins on distingue toujours clairement les lignes d’ilots qui ont nucléées sur les coudes de la reconstruction.
Si l’on augmente la concentration en platine pour atteindre environ 50 % (voir fig. 3.6.a), l’alignement des ilots suivant les coudes de la reconstruction persiste mais en même temps l’on assiste à l’augmentation du nombre d’ilots hors-site. Ces derniers ont une distribution de taille beaucoup plus étendue que ceux en-site avec
Figure 3.5 – Images STM 100 × 100 nm2 (a) Dépôt de cobalt pur à θ = 0,29 MC (b)
Codépôt Co86Pt14 ±10% à θ = 0,32 MC (c) Codépôt Co81Pt19 à θ= 0,30 MC
un nombre important d’entre eux de petite taille comparativement aux ilots situés aux coudes de la reconstruction.
Si l’on poursuit sur la plage de composition vers des codépôts plus riches en platine (voir fig. 3.6.b) on observe une perte notable de l’organisation et il de-vient difficile de distinguer les ilots en-site des ilots hors-site tant ces derniers sont nombreux.
Figure 3.6 – Images STM 100 × 100 nm2 (a) Codépôt Co58Pt42 à θ = 0,28 MC (b)
Codépôt Co34Pt66 à θ= 0,22 MC (c) Dépôt de platine pur à θ = 0,23 MC
Au delà d’une concentration en platine de l’ordre de deux tiers, l’organisation des ilots est alors comparable à celle obtenue pour un dépôt de platine pur (voir fig. 3.6.b et c).
3.3.2 Influence du taux de couverture
On étudie maintenant l’effet de la quantité de matière déposée sur l’organisation à grande échelle des ilots. On sait (voir § 1.1.3.3) que le platine s’insère dans la surface et modifie la reconstruction de la surface Au(111), ce qui provoque une croissance dont la désorganisation augmente avec la quantité de matière déposée. On suit l’évolution de l’organisation pour des ilots de concentration en pla-tine donnée et différents taux de couverture. Ces différents échantillons ayant été réalisés de manière successive (dépôt de matière supplémentaire sur des ilots déjà existants), l’incertitude sur la composition est plus importante pour les derniers codépôts. La composition moyenne est de Co50Pt50 ±15 % pour le plus fort de taux de couverture. Ainsi pour des codépôts avec des taux de couverture faibles (voir fig. 3.7.a), on observe que l’organisation est assez proche de celle de dépôts de cobalt pur malgré la présence plus importante d’ilots hors-site (cf. fig. 1.11.a).
Figure 3.7 – Images STM 70 × 70 nm2 d’un codépôt de Co50Pt50 à différents taux de couvertures (a) θ= 0,10 MC (b) θ = 0,21 MC (c) θ = 0,40 MC (d) θ = 0,58 MC
La qualité de cette organisation diminue progressivement à cause de la nucléa-tion de nouveaux ilots hors-site lorsqu’on augmente le taux de couverture comme on peut l’observer sur la figure 3.7.b. Ce phénomène se poursuit à des taux de couverture supérieurs (voir fig. 3.7.c et d). On obtient des codépôts dont l’organi-sation s’éloigne de celle de dépôts de cobalt pur à taux de couverture équivalent sans toutefois atteindre le niveau de désordre du platine pur comme on peut le constater en comparant le codépôt de la figure 3.7.c à un dépôt de platine pur ayant un taux de couverture équivalent et visible sur la figure 1.12.c.
3.3.3 Discussion
On constate que les caractéristiques des codépôts varient de façon continue entre celles des dépôts de cobalt et de platine pur. On observe ainsi une organisation à grande échelle des ilots qui s’altère progressivement avec l’enrichissement en platine. Cette désorganisation est due à la nucléation d’ilots à toutes les étapes du codépôt contrairement à des dépôts de cobalt pur où ceux-ci nucléent uniquement
durant les premières étapes (en négligeant la nucléation de petits ilots au delà d’un taux de couverture important, voir § 1.1.3.3). Cette nucléation continue, en dehors des sites préférentiels, a pour origine l’insertion initiale d’atomes de platine dans la surface. On peut considérer que l’insertion de ces atomes perturbe l’organisation de la croissance des ilots suivant deux processus distincts mais se déroulant de façon concomitante. En premier lieu, les atomes insérés constituent des nouveaux centres de nucléation qui viennent s’ajouter aux sites préférentiels situés au niveau des coudes de la reconstruction. De plus, cette insertion modifie la reconstruction de la surface Au(111), ce qui altère l’alignement des sites de nucléation situés sur les coudes (i.e. destruction du motif en zigzag). Ces deux effets influent plus ou moins en fonction de la composition sur l’organisation des codépôts de CoxPt1−x. Pour des codépôts assez riches en cobalt (avec une concentration en platine inférieure à environ 60 %), la désorganisation résulte essentiellement de l’apparition d’ilots hors-site sans que l’on observe une désorganisation des coudes de la reconstruction comme on peut le voir pour un faible taux de couverture sur la figure 3.8.b. Ceci a pour conséquence un nombre d’ilots hors-site plus faible pour des codépôts dans cette plage de composition par rapport à des dépôts de platine pur (comparer la figure 3.6.a par rapport aux figures 3.6.b et a fortiori 3.6.c). L’absence d’altération du motif en zigzag de la surface Au(111) peut s’expliquer par le fait que l’interaction entre les parois des ilots hors-sites et la surface Au(111), qui continue à désorganiser la reconstruction dans le cas de dépôts de platine pur [Repain, 1999], soit partiellement inhibée par la présence de cobalt dans les ilots. En effet les quelques ilots hors site observés pour des dépôts de cobalt pur n’ont pas pour effet de perturber la reconstruction (voir fig.3.8.a).
Pour des codépôts plus riches en platine (avec une concentration en platine supérieure à environ 60 %), on observe, en plus de la nucléation hors-site, la per-turbation de la reconstruction comme on peut l’observer pour sur la figure3.8.c.
L’organisation à grande échelle des ilots composés de cobalt et de platine tend donc à se dégrader avec la composition et également avec le taux de couverture. Ceci conduit a une distribution de taille plus large à la fois, vers les petites tailles d’ilots à cause des ilots hors-site, ainsi que vers des tailles élevées suite à la coa-lescence d’ilots situés sur les coudes.