Liaison pendante

Une liaison pendante (dangling bond en anglais) est une valence non satisfaite sur un atome d'une substance à l'état solide. On observe de telles liaisons pendantes notamment à l'interface entre phases différentes, typiquement sur les surfaces des matériaux^[1] ainsi que dans des phases amorphes, comme dans le silicium amorphe^[2], mais elles existent également sous forme de défauts ponctuels au sein de phases cristallines^[3]. Ces liaisons agissent sur les propriétés magnétiques de matériaux comme des céramiques du fait du moment magnétique qu'elles sont susceptibles de générer^[4], ainsi que, dans certains cas, sur leurs propriétés optiques en raison de leur influence sur la structure électronique de ces matériaux, notamment sur leur bande interdite^[5] — laquelle dépend également de la géométrie des nanostructures considérées.

Du point de vue chimique, les liaisons pendantes sont par nature très réactives, et tendent à être passivées par diverses impuretés. L'hydrogène atomique est couramment utilisé dans l'industrie des semiconducteurs pour obtenir des interfaces Si/SiO₂ de bonne qualité dans les composants MOS comme les MOSFET^[6]. Une analyse au deutérium montre que la passivation d'une couche mince de silicium polycristallin s'effectue préférentiellement le long des joints de grains^[7].

Dans le silicium amorphe hydrogéné (a-Si:H), la densité de liaisons pendantes est négligeable à température ambiante, mais peut être importante aux températures couramment employées pour la croissance de ces matériaux^[8]. Certaines de ces liaisons peuvent être induites dans ce matériau par l'exposition à la lumière^[9].

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  (en) Représentation schématique de silicium monocristallin (à gauche), amorphe avec liaisons pendantes (au centre), et hydrogéné (à droite).