CHAPITRE 5 - MÉTHODES D’ANALYSE DE L’INGÉNIEUR DES SURFACES
209
4.2.2. L’EXAFS de surface ou SEXAFS
En E M S , on enregistre le spectre en transmission pour obtenir les oscillations.
Mais si l’on veut étudier un matériau en couche mince déposé sur u n substrat,
le signal en transmission ne sera pas caractéristique de la surface. I1 faudra
trouver une grandeur mesurable proportionnelle a u coefficient d’absorption et
sensible uniquement aux quelques premiers nanomètres. On a vu a u chapitre 4
qu’après photoémission il y avait une désexcitation soit radiative (fluorescence),
soit non radiative (émission d’électrons Auger). À une énergie de photon donnée,
les intensités des transitions de désexcitation (Auger ou fluorescence) seront
proportionnelles a u nombre de photoélectrons et donc a u coefficient d’absorption. I1 s’ensuit trois façons de procéder :
en rendement total d’électrons - on collecte tous les électrons émis par la
cible (photoélectrons, Auger, secondaires) à l’aide de dynodes placées en face
de l’échantillon : c’est le mode usuel ;
en rendement Auger - on fait une discrimination en énergie avec u n analyseur ; ce mode qui est plus sensible encore à la surface est limité par la faiblesse du signal ;
en rendement de fluorescence d’un atome de l’adsorbat mesuré avec une
diode Si(Li) travaillant en sélection d’énergie.
4.3. Ellipsometrie
L’ellipsométrie est une méthode optique non destructive de mesure de l’épaisseur et de l’indice d’un dépôt. Elle est fondée sur l’interprétation du changement
de la polarisation d’un faisceau de lumière en interaction avec la surface d u n
matériau. En général, elle est pratiquée en réflexion et permet d’étudier les modifications d’une surface par rapport à u n état de référence. Si on travaille en
transmission, on peut analyser les propriétés optiques du milieu traversé mais
on ne parle plus d’ellipsométrie. C’est le cas classique, quoique u n peu désuet,
de la polarimétrie où on mesure aussi des variations de l’angle de polarisation de
la lumière lors de son passage dans des milieux optiquement actifs (analyse des
sucres). II existe une variante de I’ellipsométrie fondée sur l’effet Kerr magnétooptique où MOKE (magneto optic Kerr egect) : la polarisation de la lumière peut
être modifiée lors de la réflexion sur u n matériau magnétique. 11 existe trois géométries de l’effet Kerr :
polaire, l’aimantation M (magnetization uector) est perpendiculaire à l’échantillon et est dans le plan d’incidence,
longitudinale, l’aimantation est dans le plan de l’échantillon et dans le plan
d’incidence,
transverse, l’aimantation est dans le plan de l’échantillon et perpendiculaire
a u plan d’incidence.
Dans les deux premières configurations (polaire et longitudinale), une onde
électromagnétique polarisée linéairement arrivant sur l’échantillon se transforme
209
4.2.2. L’EXAFS de surface ou SEXAFS
En E M S , on enregistre le spectre en transmission pour obtenir les oscillations.
Mais si l’on veut étudier un matériau en couche mince déposé sur u n substrat,
le signal en transmission ne sera pas caractéristique de la surface. I1 faudra
trouver une grandeur mesurable proportionnelle a u coefficient d’absorption et
sensible uniquement aux quelques premiers nanomètres. On a vu a u chapitre 4
qu’après photoémission il y avait une désexcitation soit radiative (fluorescence),
soit non radiative (émission d’électrons Auger). À une énergie de photon donnée,
les intensités des transitions de désexcitation (Auger ou fluorescence) seront
proportionnelles a u nombre de photoélectrons et donc a u coefficient d’absorption. I1 s’ensuit trois façons de procéder :
en rendement total d’électrons - on collecte tous les électrons émis par la
cible (photoélectrons, Auger, secondaires) à l’aide de dynodes placées en face
de l’échantillon : c’est le mode usuel ;
en rendement Auger - on fait une discrimination en énergie avec u n analyseur ; ce mode qui est plus sensible encore à la surface est limité par la faiblesse du signal ;
en rendement de fluorescence d’un atome de l’adsorbat mesuré avec une
diode Si(Li) travaillant en sélection d’énergie.
4.3. Ellipsometrie
L’ellipsométrie est une méthode optique non destructive de mesure de l’épaisseur et de l’indice d’un dépôt. Elle est fondée sur l’interprétation du changement
de la polarisation d’un faisceau de lumière en interaction avec la surface d u n
matériau. En général, elle est pratiquée en réflexion et permet d’étudier les modifications d’une surface par rapport à u n état de référence. Si on travaille en
transmission, on peut analyser les propriétés optiques du milieu traversé mais
on ne parle plus d’ellipsométrie. C’est le cas classique, quoique u n peu désuet,
de la polarimétrie où on mesure aussi des variations de l’angle de polarisation de
la lumière lors de son passage dans des milieux optiquement actifs (analyse des
sucres). II existe une variante de I’ellipsométrie fondée sur l’effet Kerr magnétooptique où MOKE (magneto optic Kerr egect) : la polarisation de la lumière peut
être modifiée lors de la réflexion sur u n matériau magnétique. 11 existe trois géométries de l’effet Kerr :
polaire, l’aimantation M (magnetization uector) est perpendiculaire à l’échantillon et est dans le plan d’incidence,
longitudinale, l’aimantation est dans le plan de l’échantillon et dans le plan
d’incidence,
transverse, l’aimantation est dans le plan de l’échantillon et perpendiculaire
a u plan d’incidence.
Dans les deux premières configurations (polaire et longitudinale), une onde
électromagnétique polarisée linéairement arrivant sur l’échantillon se transforme