Après avoir découvert, par hasard, que des atomes du keV (l<0.005 Å) pouvaient diffracter sur une surface, nous nous sommes rapidement tournés vers l’utilisation de cette technique (baptisée GIFAD) en bâti d’épitaxie (Coll. INSP, Paris) en commençant par l’Arséniure de Gallium[1,2].
Nous verrons que cette technique est très proche de la diffraction d’hélium thermique (HAS) développée à Saclay dans les années 80, mais qu’elle est bien moins sensible à la décohérence et que cela change beaucoup de choses. Nous verrons que l’on peut définir une énergie « effective » E2D~Etot sin2q qui permet de se placer avec E2D entre 1 meV et 1 eV en variant l’incidence q entre 0.1 et 1 deg.
En dessous de 20-30 meV, là où travaillait HAS, la technique est très sensible aux interactions de Van der Waals[3]. A plus haute énergie effective, le régime ressemble plus à un « super AFM ». Nous verrons que, en une minute d’exposition, la sensibilité obtenue est de l’ordre de 0.01 Å en vertical et 0.1 Å en latéral[2] , que l’on voit des tailles de terrasses jusqu’au micron et ce sur plusieurs cm.
Nous verrons que cela nous force aussi à voir la surface comme un objet quantique capable d’échanger de l’impulsion sans échanger d’énergie. Cependant, le plus intéressant reste à faire ; exploiter toute la richesse de la diffraction inélastique qui peut devenir importante dans certaines situations.
[1] Atkinson et al App. Phys. Lett. 105, 021602 (2014)
[2] Debiossac et al Phys. Rev. B. 90 155308 (2014)
[3] Debiossac et al Phys. Rev. Lett. 112, 023203 (2014)
[4] Debiossac and Roncin Phys. Rev. A.(2014)
ISMO