Institut des
NanoSciences de Paris
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Physico-chimie des surfaces fonctionnelles

Techniques électroniques : LEED et AES

La diffraction d’électrons lents (LEED)

Acronyme anglais : LEED = Low Energy Electron Diffraction

 

Quand une surface est reconstruite, la disposition géométrique des atomes est différente de celle du volume. Le LEED est une technique très répandue pour contrôler l’état de la surface reconstruite. Elle est basée sur le principe de diffraction par un ensemble d’objets périodiques, de l’onde de de Broglie associée à l’électron. Pour des électrons d’une énergie d’une centaine d’eV, la longueur d’onde caractéristique est de l’ordre de l’Å. On peut donc s’attendre à ce qu’ils soient diffractés par les atomes du réseau. Comme de plus, ils pénètrent peu dans l’échantillon, ils ne sondent que la surface de celui-ci et renseignent sur l’ordonnancement des atomes de surface. On observe ainsi, sur un écran fluorescent une image du réseau réciproque de la surface.

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©INSP / O. Pluchery

Cliché de diffraction LEED d’une surface de Si(001)-(2x1) vicinale

 

La spectroscopie Auger (AES)

Acronyme anglais : AES = Auger Electron Spectroscopy

La spectroscopie Auger est utilisée pour connaître quels éléments chimiques composent une surface. L’effet Auger a été découvert en 1923 par le Français Pierre Auger.
Un faisceau d’électron d’énergie de l’ordre de 1000 eV est focalisé sur la surface à étudier. Ce faisceau crée une lacune électronique dans un atome de la surface situé sur le niveau d’énergie EA. Cette lacune est remplie par un électron du niveau B. L’énergie restante EA – EB, est utilisée pour expulser un électron du niveau C. C’est cet électron dont on mesure l’énergie cinétique.
Cette énergie vaut : Ecin = EA – EB – EC φ
En notant φ l’énergie du niveau de Fermi.

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Représentation schématique du processus Auger.