Etude par spectrometrie de pertes d'energie des excitations collectives creees aux surfaces et interfaces de petites particules spheriques par un faisceau convergent d'electrons rapides

Electron energy loss study of the collective excitations induced at the surface and the interfaces of small spherical particles by a convergent high energy electron beam

• Auteur / Autrice : DANIEL UGARTE
• Direction : Pierre Trebbia
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1990
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

La structure electronique des petites particules de matiere constitue un sujet digne d'interet en raison de leurs proprietes physico-chimiques originales, differentes de celles d'un milieu macroscopique. Dans un microscope electronique a balayage en transmission, une sonde electronique de diametre de l'ordre de 0,7 nm permet d'effectuer des analyses spectroscopiques a tres haute resolution spatiale: on peut ainsi enregistrer des spectres de pertes d'energie associes a un volume selectionne de l'echantillon ou, par l'intermediaire d'images obtenues en filtrant une perte d'energie, etudier la probabilite d'une excitation donnee en fonction de la position de la sonde. Ce travail presente l'etude des modes collectifs d'oscillations de charge en volume et aux interfaces d'un systeme de petites particules spheriques composees d'un noyau de silicium cristallin recouvert d'une fine couche d'oxyde naturel. Les experiences conduites sur ces objets ont revele l'existence d'un mode d'excitation de surface a 3-4 ev, localise sur la face externe de la couche d'oxyde. Son interpretation necessite que l'on suppose que cette surface presente une conductivite electrique induite sur le faisceau inciden. Les effets lies a la presence d'une couche superficielle conductrice sont etudies en detail: le formalisme de la theorie dielectrique classique est utilise pour calculer les frequences et les probabilites d'excitation des modes collectifs dans une sphere doublement recouverte. Les predictions fournies par le modele sont en tres bon accord avec les observations experimentales