Projet Travail Extraction
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Page 1 : PréIng 2 filière MI — CY Tech2023–2024Projet numérique en physique moderne1SujetLe travail d’extraction d’un métal peut être mesuré à l’aide d’un microscope à effettunnel STM pour Scanning Tunneling Microscope. Cet instrument est constitué d’unepointe en tungstène séparée par du vide de la surface du métal. On mesure l’intensitédu courant lorsqu’une différence de potentiel est appliquée entre la pointe et la surfaceétudiée. Ces mesures sont faites en augmentant la distance entre la pointe et la surface.Figure 1 – Schéma simplifié d’un microscope à effet tunnel. Lorsqu’une différencede potentiel est exercée entre une pointe tip et une surface métalique sample, uncourant peut circuler même si la pointe et le métal sont séparés par du vide. Figureissue du site internet de l’Institut de Physique Appliquée de l’université technique deVienne TU Wien.L’objectif du projet est de déterminer le travail d’extraction du tungstène à partir de lafigure ci-dessous qui est la première mesure utilisant un microscope à effet tunnel telque décrit précédemment.2Travail à effectuerCe travail est constitué de plusieurs étapes :Page 1/3
Page 2 : Figure 2 – Mesure de a résistance R axe de gauche et du courant I axe de droite enfonction de la distance entre l’échantillon de tungstène W et la pointe. Les deux axesdes ordonnées sont en échelle logarithmique. De gauche courbe E à droite courbeA, les mesures sont faites avec des vides moins poussés et parfois des pointes moinspures. La figure est issue de l’article Tunneling through a controllable vacuum gap publiépar G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber et E. Weibel en janvier 1982 dans la revueApplied Physics Letters vol. 40, pp. 178–180.— analyse et modélisation du problème où vous étudierez la pertinence d’uneapproche par la physique quantique et modéliserez le phénomène physique avecles bons ordres de grandeur;— numérique où vous utiliserez un programme pour » observer« l’effet tunnel,montrerez que la simulation numérique est en accord avec la courbe expérimen-tale et déterminerez un ordre de grandeur du travail d’extraction du platine;— théorique qui vous permettra de déterminer le travail d’extraction du platine envous basant sur les données expérimentales;Page 2/3
Page 3 : — synthèse où vous confronterez vos résultats et les données expérimentales avecla valeur retenue du travail d’extraction.3RapportL’étape de synthèse fera l’objet d’un rapport à remettre entre le mardi 21 et le jeudi23 mai 2024. Ce rapport réalisé par groupe de 3 maximum respectera les critèressuivants :— taille de police entre 10 et 12;— entre 3 et 5 pages maximum sans compter les figures;— les figures devront être synthétiques et commentées pas d’accumulation defigures— si votre groupe a écrit des lignes de code supplémentaires dans le programmeinitialement fourni, celles-ci peuvent être ajoutées en annexe mais ne seront pasl’un des principaux critères d’évaluation;— le rapport pourra être rédigé à l’aide d’un traitement de texte classique oude LATEX voir document sur Teams et/ou Moodle qui est plus adapté pourl’écriture des formules.Page 3/3
