Etude de capacités en couches minces à base d'oxydes métalliques ...

tel-00141132, version 1 - 11 Apr 2007
Chapitre 4 : Lien entre structure cristallographique et propriétés électriques
1.2. Spectrométrie EXAFS (Extended X-ray Absorption Fine Structure) :
"Structure Fine d’Absorption X après seuil"
Cette technique d’analyse structurale, complémentaire de la diffraction X, s’est avérée
indispensable car elle permet de sonder la structure locale à courte distance dans tous les
matériaux : amorphes comme cristallins ou même liquides. Elle renseigne sur
l’environnement proche de l’élément sondé (nature chimique, nombre et distance des
premiers voisins).
1.2.1. Principe de la spectrométrie EXAFS
L’effet EXAFS permet la réalisation d’une véritable sonde pour tester la structure locale,
entre 5 et 6 Å, autour de l’atome choisi comme référence. Nous donnons dans ce qui suit une
présentation très simplifiée du principe de base à l’origine de cette technique : un
photoélectron est éjecté de l’atome sonde par le photon X. Ce photoélectron se propage alors
dans le composé sous la forme d’une onde sortante (sphérique de vecteur d’onde k croissant
lorsque l’énergie des photons X augmente) qui est rétrodiffusée par les atomes voisins.
L’onde sortante et l’onde rétrodiffusée provoquent au site de l’atome sonde des interférences
constructives ou destructives selon la distance R qui sépare les deux atomes. L’état final
produit par l’interférence de ces deux ondes génère des modulations dans le spectre
d’absorption qui après normalisation donne le signal EXAFS (Figure 4-4).
Figure 4-4 : Aspect du spectre d’absorption d’un élément au voisinage d’une arête K, en fonction de
l’énergie des photons X incidents. (a) forme théorique correspondant uniquement à l’excitation du niveau
K, en l’absence d’effet de voisinage. (b) forme observée avec structure fine autour et après l’arête. [1]
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