Auger electron and energy loss spectroscopies and associated fine structures. Application to Co-Si and Fe-S interfaces

Spectroscopies des électrons Auger et des pertes d'énergie, et structures fines associées. Application aux interfaces Co-Si et Fe-S

Amar Bensaoula (1)

1 LEPES - Laboratoire d'Etudes des Propriétés Electroniques des Solides

Usually empty electronic states above the Fermi level are studied by X-ray absorption (XAS) or by inverse photoemission (IPE). Similarly, to probe the local order in materials, the spectroscopy usually used is EXAFS. However, other laboratory spectroscopic techniques based on electron energy losses near ionization thresholds (EELNES: Electron Energy-Loss Near Edge Spectroscopy) or far from thresholds (EELFS: Electron Energy-Loss Fine Structure) can be used to access respectively electronic (empty states) and structural (local order) properties in materials. Similarly, the analysis of oscillating fine structures that appear after the Auger peaks allows to obtain information related to local order. Our study on massive polycrystalline materials (Fe, Co and Cu) and on the well known Co/Si(111) interface, shows that these oscillations in the Auger spectra (EXFAS: Extended Fine Auger Structure) can be effectively interpreted in terms of local order, in the same way as EELFS and EXAFS. We have used this technique (EXFAS) as well as other spectroscopies (AES, ELS, EELNES) to study the physicochemical, structural and electronic properties of the Fe/Si(111) system. All the results clearly show that the interface is diffuse at room temperature up to 12A iron deposits. For larger coverages (>12A) we observe the growth of a pure metal film. At the interface (for deposits below 4A) a mixed FeSix compound with 1≤x≤2

Habituellement les états électroniques vides au-dessus du niveau de Fermi sont étudiés par l'absorption X (XAS) ou par la photoémission inverse (IPE). De même pour sonder l'ordre local dans les matériaux, la spectroscopie usuellement utilisée est l'EXAFS. On peut cependant mettre en oeuvre d'autres techniques spectroscopiques de laboratoire basées sur les pertes d'énergie électronique près des seuils d'ionisation (EELNES : Electron Energy-Loss Near Edge Spectroscopy) ou loin des seuils (EELFS : Electron Energy-Loss Fine Structure) pour accéder respectivement aux propriétés électroniques (états vides) et structurales (ordre local) dans les matériaux. De même, l'analyse des structures fines oscillantes qui apparaissent après les pics Auger permet d'obtenir des informations liées à l'ordre local. Notre étude sur des matériaux massifs polycristallins (Fe, Co et Cu) et sur l'interface Co/Si(111) bien connue, montre que ces oscillations dans les spectres Auger (EXFAS : Extented Fine Auger Structure) peuvent être interprétées effectivement en terme d'ordre local, de la même façon que l'EELFS et l'EXAFS. Nous avons utilisé cette technique (EXFAS) ainsi que d'autres spectroscopies (AES, ELS, EELNES) pour étudier les propriétés physico-chimiques, structurales et électroniques du système Fe/Si(111). L'ensemble des résultats montre clairement que l'interface est diffuse à température ambiante jusqu'à des dépôts de 12A de Fer. Pour des recouvrements plus importants (>12A) on observe la croissance d'un film de métal pur. A l'interface (pour des dépôts inférieurs à 4A) il se forme un composé mixte FeSix avec 1....

Mots clés: local order; Co-Si interface; Fe-Si interface; electronic energy loss

Mots clés: Perte d'énergie électronique; Ordre local; densité d'états vides; Interface Co-Si; Interface Fe-Si

Domaines: Science des matériaux [cond-mat.mtrl-sci]

Amar Bensaoula. Spectroscopies des électrons Auger et des pertes d'énergie, et structures fines associées. Application aux interfaces Co-Si et Fe-S. Science des matériaux [cond-mat.mtrl-sci]. Université Joseph Fourier grenoble, 1990. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-03382197⟩