Effets d'orientation cristalline et interférométrie en spectrométrie des pertes d'énergie d'électrons

par Michael Nelhiebel

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Bernard Jouffrey.


  • Résumé

    Ce traité sur la spectrométrie des pertes d'énergie d'électrons est centré sur la description de l'électron-sonde. Quand l'électron-sonde est dans une superposition cohérente d'ondes planes, dont les amplitudes et phases peuvent être changées comme dans un interféromètre, la section efficace d'ionisation d'un niveau profond d'un atome dépend a la fois des conditions interférométriques (amplitudes et phases du champ d'ondes qui décrit la sonde) et de la réaction de l'atome-cible. L'excitation de l'atome par un champ cohérent d'ondes est représentée par le facteur de forme dynamique mixte, qui est évalué dans l'approximation à un électron, pour des atomes isolés comme pour les cristaux. Le facteur de forme dynamique mixte est étroitement lié à la matrice densité décrivant l'électron-sonde après ionisation, et peut ainsi être utilisé dans la discussion de l'imagerie filtrée en énergie. Le facteur de forme dynamique mixte est une généralisation du facteur de forme dynamique. Il est toujours une somme sur des produits d'éléments de matrice de transition, ou l'électron de l'atome-cible transite d'un état initial vers un état final non-occupé, sous absorption d'une certaine quantité d'énergie et de transfert de quantité de mouvement. Dans un cristal, le voisinage de l'atome ionisé détruit la symétrie sphérique du potentiel de l'atome isolé. Alors, la section efficace dépendant de l'énergie et de l'orientation du vecteur de diffusion, proportionnel au moment transféré, révèle la symétrie des états finals, aussi dans les cas habituels non-interférométriques. Cependant, une analyse détaillée montre que les structures fines du seuil d'ionisation ne dépendent pas uniquement de la densité d'états locale. Une expérience interférométrique en spectrométrie des pertes d'énergie d'électrons est réalisée dans un cristal, quand l'électron-sondé est réfléchi par les plans de Bragg et ainsi décrit par une superposition cohérente d'ondes planes. Les amplitudes et phases de ces ondes sont définies par l'orientation de la trajectoire de l'électron par rapport au cristal, et par les conditions aux limites sur les surfaces d'entrée et de sortie. La théorie dynamique de diffraction permet alors de calculer le champ d'ondes de l'électron-sondé avant et après ionisation. Ensuite, une expression pour le facteur de forme dynamique mixte permet d'évaluer la section efficace pour un atome se trouvant dans l'interféromètre que constitue un cristal. Les expressions ainsi obtenues peuvent-être utilisées, d'une part, pour une discussion quantitative des effets non-souhaités de la diffraction de Bragg en microanalyse par spectrométrie des pertes d'énergie d'électrons, d'autre part pour des applications nouvelles rendues possibles par l'interférométrie. Des expériences faites avec de l'AsGa et du TiO 2 sous forme rutile démontrent la validité du modèle et l'utilité de cette approche pour les utilisateurs de la spectrométrie des pertes d'énergie d'électrons.

  • Titre traduit

    Effects of crystal orientation and interferometry in electron energy loss spectroscopy


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Informations

  • Détails : 1 vol. (V-164 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 113 ref.

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  • Cote : TH 59874
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