Search

International audience; Photoelectron Energy Loss Spectroscopy (PEELS) is a highly valuable non destructive tool in applied surface science because it gives access to both chemical composition and electronic properties of surfaces, including the near-surface dielectric function. An algorithm is proposed for real materials to make full use of experimental X-ray photoelectron spectra (XPS). To illustrate the capabilities and limitations of this algorithm, the near-surface dielectric function ε(ℏω) of a wide range of amorphous carbon (a-C) thin films is derived from energy losses measured in XPS, using a dielectric response theory which relates ε(ℏω) and the bulk plasmon (BP) loss distribution. Self-consistent separation of bulk vs surface plasmon excitations, deconvolution of multiple BP losses and evaluation of Bethe-Born sensitivity factors for bulk and surface loss distributions are crucial to obtain several material parameters: (1) energy loss function for BP excitation, (2) dielectric function of the near-surface material (3–5 nm depth sensitivity), (3) inelastic mean free path, λP (E0), for plasmon excitation, (4) surface excitation parameter, (5) effective number NEFF of valence electrons participating in the plasma oscillation. This photoelectron energy loss spectra analysis has been applied to a-C and a-C:H films grown by physical and chemical methods with a wide range of (sp3/sp2 + sp3) hybridization, optical gap and average plasmon energy values. Different methods are assessed to accurately remove the photoemission peak tail at low loss energy (0–10 eV) due to many-body interactions during the photo-ionization process. The σ + π plasmon excitation represents the main energy-loss channel in a-C; as the C atom density decreases, λP (970 eV) increases from 1.22 nm to 1.6 nm, assuming a cutoff plasmon wavenumber given by a free electron model. The π-π* and σ-σ* transitions observed in the retrieved dielectric function are discussed as a function of the average (sp3/sp2 + sp3) C hybridization and compared with literature results.

The influence of sputtering and annealing on the properties of MoTe 2 films was investigated by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, electron microprobe analysis, electron spectroscopy (X.P.S.), X ray analysis and optical absorption. It was found that stoiechiometric thin films are obtained after appropriate annealing. The c-axis of the crystallites is perpendicular to the plane of the substrate. The optical gap (0.9 eV≤E 0 ≤0.93 eV) was determined to be almost equal to that of MoTe 2 single crystal. The chemical shifts of the X.P.S. lines were found to be in good agreement with those of a single crystal reference L'influence des conditions de pulverisation et des traitements thermiques ulterieurs sur les proprietes structurales de couches minces de MoTe 2 a ete etudiee par microscopie electronique a balayage et a transmission, microsonde electronique, spectroscopies d'electrons (X.P.S.), analyse aux rayons X et absorption optique. On montre que des couches stœchiometriques peuvent etre obtenues apres un traitement thermique adequat. L'axe c des cristallites de MoTe 2 est perpendiculaire au plan du substrat. La largeur de bande interdite (0,9 eV≤E 0 ≤0,93 eV) determinee par absorption optique est proche de celle admise pour les monocristaux. Les energies de liaisons des raies X.P.S. sont en bon accord avec celles des monocristaux de reference

L'oxydation initiale (dans le domaine de la monocouche) de Si(001)-2 x 1 a été étudiée dans de larges domaines de température de substrat (TA < Ts < 800 °C ), de pression de O2 (10-8 à 10-5 mbar) par photoémission X (XPS) et UV (UPS). Les variations de recouvrement en oxygène en fonction de ces paramètres permettent de séparer les domaines de points (Ts, P (O2), où l'oxydation est dite passivante (basse Ts, quel que soit P(O 2)) de ceux où elle est combustive (mode de nettoyage à T s élevée, P(O2) faible). Les observations en faveur de la différenciation des modes de croissance à haute et basse T s concernent les environnements locaux déduits des pics Si 2p, les vitesses d'oxydation en fonction de la pression et du temps d'exposition, la disparition des états de surface observés en UPS et liés à la dimérisation 2 × 1. A basse Ts les environnements chimiques locaux sont de type intermédiaire (Si-(Si XO4-X), 0 < X < 4 ). Le collage initial est fort et correspond à une disparition initiale de 2 liaisons pendantes par atome d'oxygène fixé mais faiblit fortement pour des recouvrements proches de la monocouche. Les recouvrements induits par une certaine quantité de molécules de O2 incidentes sont indépendants du fait que cette quantité résulte d'une augmentation de temps d'exposition ou de pression. Cela dénote une chimisorption initiale, spatialement homogène, mais limitée par manque de diffusion aux plans atomiques de surface. A haute T s le collage initial est quasi nul, la désorption étant prépondérante à faible pression (mode de nettoyage). A partir d'une pression critique, on bascule dans le mode passivant avec une croissance initiale hétérogène (avec juxtaposition d'îlots ou flaques de SiO2 et de zones de Si libres d'oxydation) celle-ci affectant peu la reconstruction 2 × 1 et ce jusqu'à des recouvrements moyens en O supérieurs à la monocouche. Le taux d'oxydation est maintenant plus grand lorsque l'exposition est augmentée par variation de pression que par variation de temps. L'étude de la décroissance des états de surface avec le recouvrement d'oxygène sur des surfaces désorientées ou non permet de corréler cette nucléation initiale à la présence de marches le long de la direction [110].

The structure of ZnSiAs 2 single crystals was studied by X-rays, while chemical shift of binding energies and composition were determined by electron spectrometry (XPS) and microprobe analysis. Electrical measurements, conductivity and thermoelectric power have been performed in the temperature range 195-550 K. The Hall coefficient is given between 180 and 400 K. Experimental results are interpreted with the help of a p type compensated semiconductor. The fitting of the experimental results shows that two main processes contribute to the total conductivity: hopping in the broadened acceptor level and hole scattering by lattice modes and ionized impurities in the valence band. The acceptor and donor levels may be related to vacancies in the single crystal Apres controle de la structure cristalline, de la composition ainsi que de l'etat des liaisons de chaque echantillon par diffraction X, microsonde electronique et spectroscopie d'electrons (ESCA( 1 )) les proprietes electriques du ZnSiAs 2 ont ete etudiees par mesure de resistivite et de pouvoir thermoelectrique (PTE) entre 195 et 550 K. Ces mesures ont ete completees par celles du coefficient de Hall entre 180 et 400 K. Le modele le plus simple permettant de rendre compte des courbes experimentales est celui d'un semiconducteur compense de caractere p. Le niveau accepteur legerement elargi est le siege de mecanismes de conduction par sauts. L'ajustement des courbes a partir de ce modele montre que trois mecanismes de diffusion gouvernent essentiellement les proprietes electriques du materiau: interactions trous-modes acoustiques du reseau et trous-impuretes ionisees dans la bande de valence et conduction par sauts thermiquement actives dans le niveau accepteur. L'origine des niveaux donneur et accepteur est vraisemblablement liee au leger ecart a la stoechiometrie mis en evidence par microanalyse et spectroscopie d'electrons

Les travaux presentes se rapportent a la caracterisation physico-chimique et electrique de couches minces de SrF2 deposees sous vide sur InP et de films d'InF3 et de GaF3 resultant d'une fluoruration partielle d'InP et de GaAs. Quel que soit le mode de preparation, a la precision de la R.B.S. pres, le volume des couches de fluorure presente la stoechiometrie attendue et une etude X.P.S. revele qu'aux interfaces couches-substrats le phosphore et l'arsenic sont lies au fluor. Par ailleurs, dans tous les cas, les caracteristiques C-V des structures M.I.S. obtenues montrent une importante modulation du potentiel de surface des semi-conducteurs. Dans le cas de SrF2-InP la densite d'etats d'interface est tres faible ( ≃ 1011 eV-1 cm-2) pour InP et GaAs fluores elle est voisine de 1012 et 5 x 1011 eV-1 cm-2 respectivement.

RF cleaning of thin films of NbN is studied by X-ray photo-electron spectroscopy (XPS) and compared with Nb cleaning. A comparison between air-oxidized Nb and NbN films shows that the NbN oxidation is less dependent on polluting elements than the Nb one. By thermal oxidation at different pressures and temperatures (≤10 −2 mbar and ≤200°C) there is formation of an interface composed essentially of NbO x (x Le decapage de films minces de NbN par plasma d'argon Radio Frequence a ete etudie par spectroscopie de photo-electrons X (XPS) et compare a celui des films de Nb. Une comparaison des oxydations natives de ces films met en evidence le fait que l'oxydation de NbN depend moins des elements polluants presents que celle du Nb. Une etude de l'oxydation thermique de films de NbN a differentes pressions et differentes temperatures (≤10 −2 mbar et ≤200°C) montre qu'il y a formation d'un interface constitue essentiellement de sous-oxydes de niobium puis de pentoxyde de niobium Nb 2 O 5 , l'azote diffusant dans la couche oxyde. L'epaisseur d'oxydes formes, ainsi que l'epaisseur de l'interface metal-pentoxyde restent inferieures a celles obtenues pour les films de Nb