Visina Schottkyjeve barijere Pb/Si(111)1×1–H

We studied Schottky barrier height of lead on n- and p-type ideally terminated Si(111)1×1-H unreconstructed surface by electrical measurements and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The hydrogenation of the Si(111) surface was done by means of wet etching in HF and NH4F. The deposition of Pb was made under ultrahigh vacuum conditions. There are differences between the barrier heights from the I-V and from the XPS measurements. The reasons seem to be a bad wettability of Pb to Si(111)1×1-H and a possible surface reconstruction of Si under the thicker metal film.Električnim mjerenjima i rendgenskom fotoelektronskom spektroskopijom (XPS) proučavana je visina Schottkyjeve barijere olova na n– i p– idealno završenoj nerekonstruiranoj površini Si(111)1×1–H. Hidrogenizacija Si(111) površine načinjena je jetkanjem u vodenoj otopini HF i NH4F. Olovo je napareno u ultravisokom vakuumu. Opažena je neusklađenost rezultata za visinu barijere I −V i XPS mjerenjima, što se tumači lošom močivošću Pb na Si(111)1 × 1–H i mogućom obnovom površine Si pod debljim slojem Pb

Nature of the metallic and in-gap states in Ni-doped SrTiO3_3

Epitaxial thin films of SrTiO$_3$(100) doped with 6% and 12% Ni are studied with resonant angle-resolved photoelectron spectroscopy (ARPES) at the Ti and Ni L2,3-edges. We find that the Ni doping shifts the valence band (VB) of pristine SrTiO$_3$ towards the Fermi level (p-doping) and reduces its band gap. This is accompanied by an upward energy shift of the Ti t2g-derived mobile electron system (MES). Thereby, the in-plane dxy-derived bands reduce the embedded electron density, as evidenced by progressive reduction of their Fermi momentum with the Ni concentration, and the out-of-plane dxz/yz-derived bands depopulate, making the MES purely two-dimensional. Furthermore, the Ti and Ni L2,3-edge resonant photoemission is used to identify the Ni 3d impurity state in the vicinity of the valence-band maximum, and decipher the full spectrum of the VO-induced in-gap states originating from the Ni atoms, Ti atoms, and from their hybridized orbitals. Our experimental information about the dependence of the valence bands, MES and in-gap states in Ni-doped SrTiO$_3$ may help development of this material towards its device applications associated with the reduced optical band gap

Ultrafast Hidden Spin Polarization Dynamics of Bright and Dark Excitons in 2H-WSe2_2

We performed spin-, time- and angle-resolved extreme ultraviolet photoemission spectroscopy (STARPES) of excitons prepared by photoexcitation of inversion-symmetric 2H-WSe$_2$ with circularly polarized light. The very short probing depth of XUV photoemission permits selective measurement of photoelectrons originating from the top-most WSe$_2$ layer, allowing for direct measurement of hidden spin polarization of bright and momentum-forbidden dark excitons. Our results reveal efficient chiroptical control of bright excitons' hidden spin polarization. Following optical photoexcitation, intervalley scattering between nonequivalent K-K' valleys leads to a decay of bright excitons' hidden spin polarization. Conversely, the ultrafast formation of momentum-forbidden dark excitons acts as a local spin polarization reservoir, which could be used for spin injection in van der Waals heterostructures involving multilayer transition metal dichalcogenides

ETUDE DES PROPRIETES STRUCTURALES, ELECTRONIQUES ET MAGNETIQUES DE COUCHES MINCES DE VANADIUM SUR FE (100)

CERGY PONTOISE-BU Neuville (951272102) / SudocSudocFranceF

Interface Mn/InSb (001) : structure atomique, électronique et magnétique

Les semi-conducteurs magnétiques dilués (DMS) constituent le thème général de mon travail de recherche. En effet, en ajoutant un élément magnétique dans un semi-conducteur, on peut obtenir des propriétés très intéressantes et construire une nouvelle classe de semi-conducteurs. La faible solubilité des éléments magnétiques (comme le Mn) dans les semi-conducteurs III-V est un obstacle majeur pour la fabrication de ce type de système. J'ai présenté dans cette thèse une étude faite sur le dépôt du Mn sur des surfaces InSb(001) maintenues à différentes températures. Les résultats obtenus en photoémission, EXAFS de surface, diffraction d'électrons lents et rapides et en spectroscopie Auger confirment tous la diffusion du Mn en fonction de la température du substrat. La formation d'un composé proche de MnSb semble plus favorable même si une faible proportion du DMS In1-xMnxSb subsiste avec MnSb à faible dépôt ( 1mc). De plus, quelques atomes Mn substituent aux atomes Sb de la couche des premiers proches voisins. Le dichroïsme circulaire magnétique nous a permis de mesurer le moment magnétique moyen par atome Mn dans nos échantillons.The Diluted Magnetic Semiconductors (DMS) constitute the general topic of my research. By adding a magnetic element to a semiconductor, one can obtain very interesting properties and create a new class of materials. The low solubility of magnetic elements (such as Mn) in III-V semiconductors is a major obstacle to obtain this type of system.In this thesis I present studies on the deposition of Mn on InSb(001) substrates kept at various temperatures. The results collected from photoemission, surface EXAFS, LEED, RHEED and Auger spectroscopy confirm Mn diffusion into the substrate depending on the deposition temperature. The formation of an alloy close to MnSb seems more favourable. However, a small amount of the DMS In1-xMnxSb could coexist with MnSb, especially at low Mn coverage ( 1 ML). Moreover, some Mn atoms substitute antimony in the first shell of nearest neighbours composed by Sb. Magnetic circular dichroism studies allowed us to measure the mean magnetic moment per Mn atom in our samples.CERGY PONTOISE-BU Saint-Martin (951272103) / SudocSudocFranceF

Angle- and spin-resolved photoemission on La /3Sr1/3MnO3

La2/3Sr1/3MnO3 est un des oxydes de manganèse qui suscite un vif intérêt car on s attend à ce qu il soit un demi-métal. La spectroscopie de photoélectrons résolue en angle est une technique puissante de caractérisation de la structure électronique des systèmes complexes, dans lesquels les degrés de liberté de charge, d orbitale et de spin déterminent des propriétés inattendues, comme la supraconductivité non conventionnelle ou la magnétorésistance colossale. Pour développer de nouveaux types de matériaux magnétiques adaptés à la spintronique, il est important d accéder au degré de liberté de spin. Cette thése porte sur la spectroscopie haute résolution des photoélectrons, résolue en spin et en angle, de La2/3Sr1/3MnO3. Des échantillons sous forme de couches minces (< 100 nm) ont été préparés par ablation laser. Les spectres de photoélectrons ont été simulés à partir de calculs de structure de bandes en prenant en compte les effets de durées de vie du phototrou et l élargissement de la composante perpendiculaire du vecteur d onde. Les simulations reproduisent l existence d un gap au niveau de Fermi pour les électrons minoritaires et confirment que La2/3Sr1/3MnO3 a bien un caractère demi-métallique, en dépit du fait que la polarisation de spin mesurée est inférieure à 100%.La2/3Sr1/3MnO3 is one of the manganese oxides that attracted a lot of interest because it is expected to be a half metal. Angle-resolved photoemission spectroscopy is a powerful technique for characterizing the electronic structure of complex systems, where charge, orbital, and spin degrees of freedom determine surprising properties, such as non-conventional superconductivity and colossal magnetoresistance. For the development of new types of magnetic materials suitable for spintronics, it is important to access to the spin degree of freedom. This thesis deals with high-resolution spin- and angle-resolved photoemission spectroscopy on La2/3Sr1/3MnO3. Thin film (< 100 nm) samples were prepared by laser ablation. The photoemission spectra were simulated from band structure calculations considering the photohole lifetime effects and the broadening of the perpendicular component of the wavevector. The simulations reproduce a gap between minority electrons at the Fermi level and confirm the half-metallic nature of La2/3Sr1/3MnO3, despite the fact that the measured spin polarization is lower than 100%.CERGY PONTOISE-BU Neuville (951272102) / SudocSudocFranceF

Etude de la structure électronique des films minces de magnétite Fe304 (001)/MgO par photoémission résolue en angle

La thèse présente l'élaboration et l'étude des films minces (35 nm) cristallins et stœchiométriques de la magnétite Fe304(001)/MgO. La qualité de ces films est étudiée par différentes techniques (DEL, XPS, XMCD, Effet Kerr, Auger). Nous supposons que les films se recouvrent partiellement, même sous ultra vide, par de Fe2O3. Pour la première fois, l'étude de la structure électronique de la bande t2g de ces films est réalisée par photoémission résolue en angle (ARPES)à température ambiante et à 75 K, en utilisant des photons à basses énergies (6eV - 21 eV). Nous avons constaté que le signal de la photoémission est composé des états électroniques de deux périodicités liées à la zone de Brillouin primitive de la surface (a=4.2 Å) et à la zone de Brillouin de la reconstruction de la surface (a=8.4 Å). Nous pensons que la présence des états liés à la reconstruction sont probablement responsables de la chute de la densité d'état à EF. Une signature de Verwey est observée par ARPES à basse température. Nous estimons que la réalisation des films ultra minces de magnétite est difficilement aboutie.With its half-metallic behavior predicted theoretically, the magnetic oxideFe3O4 (TC = 863 K) is promising for applications in spintronics as thin films.High quality films and the electronic band structure are still a challenge to faceexperimentally. We managed to develop single crystalline Fe3O4(0 0 1) films(35 nm) on MgO. Analysis by XPS, XAS and XMCD allowed to characterizethe quality of the films prepared. The magnetic study shows a perfect XMCDsignal and a form magnetic anisotropy which lays down the axis of easy magnetizationin the film plane. Our samples are stable during the photoemissionmeasurements. The photoemission measurements of the t2g band show thatthe electronic bands cannot be described by a DFT calculation. Indeed, spinpolarons due to strong electron-phonon coupling mechanism are involved inthe electronic transport. Angle-resolved photoemission shows a dispersion ofthe t2g band in the M direction corresponding to two periodicities [the unitcell of the surface reconstruction a = 8,4 Å (30% of the signal) and the simpleunit cell of the surface a = 4;2 Å]. At a temperature T < TV (TV = 120 K,Verwey temperature), the angle-resolved photoemission shows the opening ofa 100 meV band gap, with a rigid shift of the spectral weight of the t2g bandto the high binding energy side.CERGY PONTOISE-Bib. electronique (951279901) / SudocSudocFranceF

Magnétisme de films ultra-minces de Mn épitaxiés sur Fe(001) étudié par dichroïsme magnétique circulaire

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