Les surfaces d'un solide forment un lieu particulier, où les atomes de l'ultime couche atomique ont perdu la moitié de leurs voisins, comparé à un atome placé dans le volume. Il s'en suit des propriétés électronqiues très spécifiques. La surface des matériaux est aussi le lieu de la croissance critalline ou du dépôt de couches minces, dont l'organisation peut apporter des propriétés très spécifiques. La fonctionnalisaiton de surface permet de développer
C'est aussi le lieu de l'interaction de l'objet avec le milieu extérieur : lumière, atomes et molécules de l'atmosphère ambiante, vide...
Plusieurs équipes du SPEC (LENSIS, LEPO, LNO et GMT) étudient, expérimentalement et par des méthodes de simulation atomistique, et utilisent les propriétés de surface pour conduire leurs recherches.
Les clusters métalliques dans la gamme de 10-300 atomes (diamètre 1 à 2 nm) forment une classe spécifique de matériaux dont les propriétés dépendent fortement de leur taille en raison de la discrétisation de leurs niveaux d’énergie. Cette spécificité leur apporte des propriétés originales pouvant ouvrir de multiples applications dans des dispositifs électroniques, optiques ou catalytiques. Ces applications exigent cependant d’exploiter la réponse collective d'assemblages, avec une organisation contrôlée de ces clusters, dont le plus prometteur, bien que difficile à réaliser, requiert la formation de films minces organisés à grande échelle.
L'équipe du LLB en collaboration avec le Département de Chimie-Physique de Genève, a ainsi étudié la formation et le dépôt de films minces de nanoclusters d’or stabilisés par un thiolate (Au38-R), par la technique de Langmuir-Blodgett (LB), afin d'obtenir des films bien organisés à grande échelle. Les propriétés structurales des films déposés sont caractérisées par la réflectivité de rayons-X, et les propriétés mécaniques sont sondées quantitativement par une technique originale : la microscopie à force atomique bimodale, à double cantilevers de rigidité contrastée.
