Electron Induced X-Ray Emission Spectroscopy as a Method for Interface Study

It is shown that from X-ray emission spectroscopy induced by electrons having appropriate kinetic energy, it is possible to analyze the valence electron distribution of solid/solid interfaces with a resolution equal to a few Å. Ni 3d states are obtained for metal/metal (Ni/Al) and metal/insulator (Ni/MgF2 and Ni/SiO) interfaces. The structure of the interface, i.e. whether it is steep or diffuse can be determined. Chemical bonding between atoms in contact, when it exists, is evidenced. The method can be applied to systems such as they are encountered in fields like adhesion and microelectronics. The only limitation is that the element, which is studied in one of the materials in contact, must not be a constituent of the other material

Electronic structure of wurtzite and zinc-blende AlN

The electronic structure of AlN in wurtzite and zinc-blende phases is studied experimentally and theoretically. By using x-ray emission spectroscopy, the Al 3p, Al 3s and N 2p spectral densities are obtained. The corresponding local and partial theoretical densities of states (DOS), as well as the total DOS and the band structure, are calculated by using the full potential linearized augmented plane wave method, within the framework of the density functional theory. There is a relatively good agreement between the experimental spectra and the theoretical DOS, showing a large hybridization of the valence states all along the valence band. The discrepancies between the experimental and theoretical DOS, appearing towards the high binding energies, are ascribed to an underestimation of the valence band width in the calculations. Differences between the wurtzite and zinc-blende phases are small and reflect the slight variations between the atomic arrangements of both phases

Structure cristalline du nickel en couches minces

Une étude détaillée de la phase hexagonale observée lors du chauffage sous vide de couches minces de nickel évaporées thermiquement a été effectuée par diffraction électronique. Nous avons fait varier certains paramètres expérimentaux : traitement thermique, épaisseur des couches, vitesse de condensation, nature du support, atmosphère résiduelle, tant pendant la préparation que pendant le traitement thermique. Le principal paramètre qui détermine l’apparition de la phase hexagonale est la taille initiale des cristaux

Soft x-ray spectroscopy as a method for studying chemical interactions at deep interfaces

The advantages of soft X-ray emission spectroscopy induced by electrons (EXES) and characteristic isochromat spectroscopy (CIS) for the study of the occupied and empty densities of states at solid-solid interfaces are presented. Two examples are given

RELAXATION DANS DES PETITS GRAINS DE SCANDIUM ET DE VANADIUM

Des variations de distances réticulaires ont été mises en évidence dans des couches minces polycristallines, formées de très petits grains de scandium et de vanadium enrobés d'aluminium. La taille moyenne des grains ϕ est comprise entre 20 et 60 Å. Lorsque ϕ diminue, d(l0.0) et d(l0.l) du scandium diminuent. Le comportement du vanadium est différent : d(110) augmente tandis que d(200) diminue. Un modèle de grain polyédrique est proposé. Une phase amorphe du vanadium est identifiée dans les plus petits grains.Changes of interplanar distances are found in thin polycrystalline films formed by very small scandium and vanadium particles embedded in aluminium. The average grain size ϕ is between 20 and 60 Å. As ϕ decreases, d(l0.0) and d(l0.l) of scandium decrease. The vanadium behaviour is different : d(110) increases while d(200) decreases. A polyhedral particle model is proposed. An amorphous phase is identified in the vanadium smallest particles

Distributions électroniques aux interfaces solide-solide

Les informations qu’apporte l’analyse spectroscopique des niveaux de cœur et des états de valence pour la caractérisation des surfaces solides et des interfaces entre deux solides sont discutées sur des exemples. Les états occupés, qui sont seuls pris en compte dans cet exposé, sont étudiés, principalement, à l’aide de deux méthodes expérimentales : la photoémission qui est bien adaptée à l’observation des surfaces et des couches minces adsorbées; la spectroscopie d’émission X-UV stimulée par électrons qui permet la caractérisation des interfaces profondes. Les liens qui existent entre le déplacement énergétique des niveaux de cœur et les énergies de cohésion ou d’adhésion sont rappelés

Ni 2p-3d EMISSION SPECTRUM : EXISTENCE OF AN X-RAY RESONANT STATE

Les différences observées entre les spectres dunickel massif et d'agrégats de nickel de différentes tailles sont discutées. Un état X résonnant est observé pour les agrégats. On conclut que cet état résonnant 2p existe pour ces systèmes de petite dimension car l'environnement du nickel agit comme une barrière de potentiel confinant les électrons 3d sur les atomes de nickel.Differences observed between the spectra of bulk Ni and Ni clusters of various sizes embedded in an X-zeolite are discussed. An X-ray resonant state is observed for the clusters. It is concluded that this 2p-resonant state exists because nickel has in these small size systems an environnement which acts as a potential barrier confining the 3d electrons on the Ni atoms