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Two different types of boron-doped graphene/copper interfaces synthesized using two different flow rates of Ar through the bubbler containing the boron source were studied. X-ray photoelectron spectra (XPS) and optically stimulated electron emission (OSEE) measurements have demonstrated that boron-doped graphene coating provides a high corrosion resistivity of Cu-substrate with the light traces of the oxidation of carbon cover. The density functional theory calculations suggest that for the case of substitutional (graphitic) boron-defect only the oxidation near boron impurity is energetically favorable and creation of the vacancies that can induce the oxidation of copper substrate is energetically unfavorable. In the case of non-graphitic boron defects oxidation of the area, a nearby impurity is metastable that not only prevent oxidation but makes boron-doped graphene. Modeling of oxygen reduction reaction demonstrates high catalytic performance of these materials., 15 pages, 8 figures, to appear in Appl. Surf. Sci

Synthesis and characterization of Ga-doped ZnO nanodisk and the formation of nanodisk/nanorod hybrid morphologies on AlN/Si substrate by polymer assisted one-pot hydrothermal process have been studied. The low concentration of Ga-ZnO sol (0.2. M) and optimized concentration (0.5. M) of Zinc sol is used to vary the morphology and physico-chemical properties. Varying amounts of Ga (1%-3%) doped ZnO nanodisks have also been synthesized and characterized. The morphology and structural properties were determined by field emission scanning electron microscopy (FESEM) and X-ray diffraction techniques. Ga-ZnO nanodisk shows major intense X-ray diffraction peak at ZnO (101). X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) confirms the effect of gallium doping and variation in their surface property after Ga doping in ZnO. FESEM images clearly confirm the pure nanodisk formation for Ga-ZnO (0.5) at optimized ZnO concentration and hybrid nanodisk/nanorod formation obtained for Ga-ZnO (0.2) at lower ZnO concentration. The pure Ga-ZnO (0.5) nanodisk on AlN/Si thin film substrate showed effective response and fast recovery time towards UV light sensing in dark condition compared to low concentration route prepared Ga-ZnO (0.2)/AlN/Si sample. � 2013 Elsevier B.V.

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.

This is the abstract. The results of measurements of X-ray photoelectron spectra (XPS) of a-SiO2-host material after pulsed implantation with [Mn+] and [Co+, Mn+]-ions as well as DFT-calculations are presented. The low-energy shift is found in XPS Si 2p and O 1s core-levels of single [Mn+] and dual [Co+, Mn+] pulsed ion-implanted a-SiO2 (E = 30 keV, D = 2*10^17 cm^-2) with respect to those of untreated a-SiO2.The similar changes are found in XPS Si 2p and O 1s of stishovite compared to those of quartz. This means that the pulsed ion-implantation induces the local high pressure effect which leads to an appearance of SiO6-structural units in alpha-SiO2 host, forming "stishovite-like" local atomic structure. This process can be described within electronic bonding transition from the four-fold "quartz-like" to six-fold "stishovite-like" high-pressure phase in SiO2 host-matrix. It is found that such octahedral conversion depends on the fluence and starts with doses higher than D = 3*10^16 cm^-2., Comment: 15 pages, 6 figures, 1 table, accepted in phys. stat. solidi (b)

The results of characterization of TiAlSiON hard coatings deposited on ferric-chromium AISI 430 stainless steel by plasma enhanced magnetron sputtering are presented. The coating with maximum hardness (of 45 GPa) was obtained at the following optimal values of elemental concentrations: Si ~5 at.%, Al ~15 at.%, and Ti ~27 at.%. The elastic modulus of the coating was 590 GPa. The reading of gaseous mixture (Ar-N2) pressure was 1*10-3 Torr and the reading of partial pressure of oxygen (O2) was 1*10-5 Torr. The X-ray diffraction (XRD) measurements showed the presence of Ti(Al)N. High-energy resolved XPS spectra of core levels revealed the formation of Ti-N, Ti-O-N, Si-N and Al-O-N bonds. Comparison of XPS valence band spectra with specially performed density functional theory calculations for two ordered and few disordered TiN1-xOx (0 =< x

Various thin polystyrene, PS, and poly(methyl methacrylate), PMMA and PS + PMMA blend films have been examined using the technique of recording X-ray photoelectron spectrum while the sample is subjected to +/- 10 V d.c, bias, and three different forms of (square-wave (SQW), sinusoidal (SIN) and triangular (TRG)), a.c. pulses. All films exhibit charging shifts as observed in the position of the corresponding C1s peak under d.c. bias. The a.c. pulses convert the single C1s peak to twinned peaks in the case of the square-wave form, and distort severely in the cases of the SIN, and TRG forms, and all three of them exhibit strong frequency dependence. In order to mimic and better understand the behavior of these polymeric materials, an artificial dielectric system consisting of a clean Si-wafer coupled to an external 1 M Omega resistor and 56 nF capacitor is created, and its response to different forms of voltage stimuli, is examined in detail. A simple electrical circuit model is also developed treating the system as consisting of a parallel resistor and a series capacitor. With the help of the model, the response of the artificial system is successfully calculated as judged by comparison with the experimental data. Using one high frequency SQW measurements, the off-set in the charging shift clue to the extra low-energy neutralizing electrons is estimated. After correcting the corresponding off-set shifts, the XPS spectra of the three different PS films, one PMMA, and one PS + PMMA blend film are re-examined. As a result of these detailed analysis, there emerges a clear relationship between the thicknesses of the PS films with their charging abilities. In the blend film, PS and PMMA domains are electrically separated, and exhibit different charging shifts, however, the presence of one is felt by the other. Hence, the PS component shifts are larger in the blend, due to the presence of PMMA domains, which has intrinsically a larger R-eff, and conversely the PMMA component shifts are smaller due to the presence of PS domains. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

L'adsorption de disilane sur Si(111) 7 x 7 dans la gamme de température 25-550 °C fait apparaître la formation des phases mono et dihydrure déjà observées avec les systèmes Si(111) : H et Si(111) : SiH4. La phase monohydrure Si-H est maximale à 350 °C et subsiste jusqu'à 550 °C. La phase dihydrure est très importante à température ambiante (TA), inexistante à partir de 250 °C et traduit la formation d'un polysilane de type (SiH 2)n. Une surface (111) de silicium, saturée en hydrogène ou disilane à 350 °C, est passivée vis-à-vis du disilane à TA. Pour obtenir la formation d'une phase dihydrure, il est nécessaire de casser la molécule de disilane ou d'hydrogène au contact d'un filament de tungstène porté à haute température. Par comparaison avec l'adsorption de disilane sur Ge(111), nous concluons, à partir de mesures XPS, qu'une partie au moins de la phase dihydrure résulte de la fixation de groupements SiH2.

En utilisant la photoémission des rayons UV, résolue angulairement (ARUPS), la photoémission de rayons X (XPS) et la diffraction d'électrons lents (LEED), nous avons étudié la croissance de films de CoSi2 épitaxiques sur Si(111). Trois structures de surface (1 × 1) différentes, appelées CoSi 2(111)-Co, CoSi2(111) et CoSi2(111)-Si, sont générées en contrôlant soigneusement les dépôts de Co ou de Si (de l'ordre de la monocouche) et les conditions de recuit. La structure de surface CoSi 2(111)-Co est un cristal de CoSi2 exposant un plan d'atomes de Co. La structure de surface CoSi2(111) est compatible avec un cristal de CoSi2 exposant un plan d'atomes de Si, alors que la structure CoSi2(111)-Si est un cristal terminé par trois plans de Si. La coordination des atomes de Co de surface est respectivement, quatre, sept et huit pour ces trois structures. Deux méthodes de préparation, basses températures (≤ 400 °C) appelées « réactive MBE » et dépôt séquentiel, produisent des couches de CoSi2 uniformes et très homogènes en épaisseur. Dans ces conditions, nous avons pu observer, dans des films de CoSi2 de très faibles épaisseurs (≤ 40 Å), les effets quantiques provenant du confinement de particules dans un puits de potentiel étroit, dans la direction normale à la surface.

X-ray photoelectron spectrum of the electrochemically prepared polypyrrole and polypyrrole-polyamide composite films exhibit an additional strong high binding energy peak at 402.0 eV corresponding to N+ moieties. Intensity of this peak is significantly reduced upon electrochemical reduction. Atomic concentrations derived from the observed N+ and F (stemming from the dopant BF4-) peaks reveal a slightly higher cation/anion ratio for this composite and suggest that the composite has a different chemical composition than the corresponding polymers. © 1995 Elsevier Science B.V.

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].

We present a technique for the preparation of stable, homogeneous and moisture insensitive oxynitride phosphorus films. They were fabricated directly from PON solid sample; this technique allows for deposition on InP substrate at low temperature (290 o C). Using X-ray photoelectron spectroscopy these films are identified as PO x N y H z compounds (1,61≤x≤1,93, 0,63≤y≤0,73, 0,41≤z≤0,75). Electrical characteristics of MIS structures show an hysteresis at high frequency of only 0,20V for 33 nm thick oxynitride phosphorus film, indicating structural compatibility between the insulating layer and the InP substrate. The density of the interface states, at best, is about 5 x 10 11 cm -2 eV -1 Nous presentons une methode permettant de preparer des couches minces d'oxynirure de phosphore stables, homogenes et insensibles a l'humidite destinees a la passivation de la surface d'InP. Les couches minces ont ete obtenues directement a partir du produit passivant massif (PON) deja elabore; cette technique a permis de les preparer sur substrats InP aux basses temperatures (290 o C). L'analyse XPS a permis de les identifier aux composes du type PO x N y H z avec 1,61≤x≤1,93, 0,63≤y≤0,73, 0,41≤z≤0,75. Les caracteristiques C(V) des structures MIS presentent une hysteresis qui est de 0,20V seulement pour une epaisseur d'oxynitrure de 33 nm, ce qui traduit une bonne comptabilite entre le substrat InP et le depot isolant. La densite des etats d'interface, dans le cas le plus favorable, atteint 5 x 10 11 cm -2 eV -1

Les proprietes d'interfaces al/inp (hauteur de barriere, distribution d'etats d'interface et densite d'etats de valence du phosphore et de l'aluminium) preparees par differentes manieres (clivage sous ultra-vide ou a l'air, nettoyage chimique suivi ou non d'un bombardement ionique de faible energie et traitement thermique) ont ete etudiees en couplant des methodes electriques: caracteristiques i-v, c-v et spectroscopie de capacite schottky (scs) et une methode physico-chimique: spectroscopie d'emission x induite par electrons (exes). Les spectres d'exes montrent que de fortes perturbations de l'inp sont induites par les differentes methodes de preparation. Ces perturbations sont detectees dans la zone interfaciale analysee qui est de l'ordre de 100 a. Elles sont dues a differents phenomenes: existence de liaisons pendantes (clivage sous ultra-vide), inhomogeneites structurelles (clivage a l'air), amorphisation (nettoyage chimique), presence d'aip et/ou incorporation d'argon (bombardement ionique). Cependant, malgre ces modifications physico-chimiques de la zone interfaciale, la barriere de schottky reste confinee dans une gamme etroite de valeurs (0,35-0,5 ev). Ceci est attribue a la presence systematique d'un etat localise mis en evidence dans le gap par scs en e#c-0,37 ev

Nous avons etudie la codeposition de couches minces de nickel et de gallium sur des substrats de GaAs (001) et GaAs (111) dans la perspective d'une epitaxie d'un compose metallique, si possible thermodynamiquement stable. Les codepots ont ete realises a temperature ambiante dans un bâti d'epitaxie par jets moleculaires equipe d'un canon a electrons pour l'evaporation du nickel. Quatre techniques ont ete mises en œuvre pour controler la composition; deux ex situ: la retrodiffusion d'ions He + de 2 MeV (RBS), qui nous a servi de reference, et l'analyse X dans un microscope electronique a balayage; et deux in situ: les spectroscopies de photo-emission electronique X et UV (XPS et UPS). En UPS nous avons utilise d'une part l'evolution de la forme de la bande de valence en fonction de la composition, d'autre part le deplacement chimique du doublet Ga 3d par rapport au niveau de Fermi du au transfert de charge entre Ni et Ga. Les couches deposees ont ete caracterisees par diffraction X sur goniometre a poudre θ-2θ equipe d'un monochromateur arriere. Les caracterisations electriques (R □ ) et par canalisation d'ions He + (χ min ) montrent que la resistivite est minimale et la canalisation maximale pour les couches les mieux texturees, correspondant aux composes definis NiGa et Ni 2 Ga 3 . Ces composes ont des conductivites du meme ordre de grandeur que les siliciures de metaux de transition

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