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Accueil > Groupes scientifiques > Electrochimie et Couches Minces > Organisation et Interactions Moléculaires sur les Surfaces

Oxydation sélective de couches alkyles par plasma doux

par Allongue Philippe, Anne-Marie - publié le , mis à jour le

Participants : P. Allongue, J.-N. Chazalviel, F. Ozanam

Doctorants : D. Aureau (2008)

L’objectif de ce travail est de fonctionnaliser par plasma doux des monocouches alkyles simples. Une chambre plasma a été conçue et adaptée au spectromètre IR (Fig. 1a). Les spectres IR de la Figure 1b montrent que la couche alkyle est oxydée sélectivement sans oxydation du silicium lorsque la puissance du plasma (oxygène) est quelques µW/cm3 (la couche est décapée avec une puissance 500 µW/cm3). L’analyse des spectres XPS Si2p et C1s (Fig. 1c-d) montrent que l’interface reste intacte car le nombre total d’atomes de carbone par chaine et le nombre de liaisons Si-C restent inchangés pendant le traitement plasma. Les spectres C1s ont permis de détailler les différents stades de l’oxydation des chaines et de proposer un modèle (Fig. 2e). Des simulations numériques de la composition du plasma (Coll. W. Morscheidt), indiquent que c’est l’oxygène singulet O2(1Δg) qui est l’espèce réactive dominante dans nos conditions de puissance et de géométrie de la cellule.

Fig. 1 : (a) Vue de la cellule plasma ; (b) Séries de spectres IR in situ réalisés pendant l’oxydation d’une surface Si-C10 dans un plasma doux. (c-d) Résultats des analyses des XPS Si2p et C1s réalisés à différents stades de l’oxydation. (e) Schéma décrivant l’état successifs d’oxydation des chaînes allyles soumises à un plasma doux d’oxygène.

Publications :

[1] D. Aureau, W. Morscheidt, A. Etcheberry, J. Vigneron, F. Ozanam, P. Allongue, and J. N. Chazalviel, "Controlled Oxidation of Alkyl Monolayers Grafted onto Flat Si(111) in an Oxygen Plasma of Low Power Density," Journal of Physical Chemistry C 113 (32), 14418-14428 (2009)