8. Propriétés des surfaces solides parfaites

Les surfaces solides présentent des différences majeures avec les surfaces des liquides. Tout d'abord, à l'échelle microscopique, elles ne sont pas du tout planes : elles ne présentent certes pas de fluctuations thermiques, mais une surface sans défauts ne peut être obtenue qu'au laboratoire.

D'autre part, les surfaces solides ne sont jamais propres : elles ont tendance à adsorber toutes les impuretés de l'atmosphère ambiante, les concentrant au niveau de la surface. Il se forme alors rapidement une couche de contamination qui empêche l'étude de la surface. À 300 K, sous une pression de $10^{-8}$ Torr^8.1, une surface initialement propre se recouvre d'une couche monomoléculaire en 3 minutes.

Pour éviter ce désagrément majeur, l'étude des surfaces solides doit se faire à une pression de l'ordre de $10^{-10}$ Torr, sous UHV (ultra-vide).

Une autre contamination peut provenir des impuretés de l'intérieur du solide, qui peuvent diffuser vers la surface (cette position leur étant généralement plus favorable).

Notes

... Torr^8.1

$1~\text{Torr}=1~\text{mm de mercure} \approx 133~\text{Pa}$.