J. Phys. France 48, 1017-1028 (1987)
DOI: 10.1051/jphys:019870048060101700

Observation of surface roughening on Cu(1, 1, 5)

F. Fabre, D. Gorse, B. Salanon et J. Lapujoulade

Service de Physique des Atomes et des Surfaces, Centre d'Etudes Nucléaires de Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, Cedex, France

Abstract
We present a detailed analysis of the topography of the Cu(1,1, 5) surface in the temperature range 70 K < T < 670 K. The line-shape analysis of the specular helium beam diffraction peak as a function of temperature is found to be in agreement with a model of roughening previously proposed by Villain et al. The roughening temperature is found to be T R = 380 K. From the anisotropy of peak profiles, the step repulsive energy is deduced and found to be Wn = 120 K per lattice spacing. The experimental procedure is carefully examined and its consequences are discussed. The connection between roughness at small and large scale is indicated.

Résumé
Nous présentons une analyse détaillée de la topographie de la face de cuivre Cu(1, 1, 5) pour des températures T ; 70 K < T < 670 K. L'analyse de la forme du pic spéculaire de diffraction d'hélium en fonction de la température est en accord avec le modèle de transition rugueuse proposé par Villain et al. La température de transition rugueuse est TR = 380 K. A partir de l'anisotropie de la forme des pics, on en déduit l'énergie de répulsion entre marches qui vaut Wn = 120 K par maille élémentaire. La procédure expérimentale est détaillée avec soin et ses conséquences sont discutées. La liaison entre rugosité à petite et grande échelle est indiquée.

PACS
6835 - Solid surfaces and solid-solid interfaces: Structure and energetics.
6835M - Surface thermodynamics, surface energies.

Key words
copper -- surface energy -- surface topography