Instabilité de méandre

Figure: Image par STM de l'instabilité de méandre des marches observée sur le Cuivre (T. Maroutian, CEA/Saclay).

Le mécanisme de cette instabilité a été mis en évidence pour les surfaces vicinales par Bales et Zangwill [#!Bales90!#] en 1990. Ils ont montré qu'en présence d'effet ES, une marche droite est morphologiquement instable et forme un méandre pendant la croissance, alors que sa stabilité est assurée en évaporation.

Cet effet peut se comprendre à l'aide d'un simple argument géométrique. Pour simplifier, plaçons nous dans le cas d'un très fort effet ES, pour lequel l'attachement à la marche des adatomes provenant de la terrasse supérieure est impossible. L'avancée de la marche est alors le résultat de l'attachement des adatomes provenant d'une « zone de récolte » située sur la terrasse devant la marche (voir figure []). En présence d'une perturbation, la zone de récolte devant une protubérance de la marche augmente. La croissance de cette protubérance est alors accentuée ; la marche est instable et le méandre se développe.

Figure: Modification de la « zone de récolte » d'adatomes de la marche due à une modulation du profil de la marche et au confinement géométrique du champ de concentration. $\ell_{c}^{}$ est une longueur de coupure ; $\ell_{c}^{}$ = min($\ell$, x_s), où $\ell$ est la largeur de la terrasse et x_s, la longueur de diffusion, est la distance moyenne parcourue par les adatomes avant de désorber de la surface. La zone (a) est augmentée par la protubérance et récoltera encore plus d'adatomes alors que la zone (b) est diminuée. La perturbation est alors amplifiée en croissance et en présence d'effet ES.

À cet effet, s'oppose celui de la tension de ligne qui tend à maintenir les marches droites.

L'étude de l'instabilité de méandre en croissance, lorsque la désorption des adatomes est négligeable sera présentée au chapitre [].