Désorption stimulée d'ions négatifs par impact d'électrons de basse énergie sur des surfaces de diamant hydrogéné et oxygéné

par Mohamed Hadj Hamou

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Roger Azria.

Soutenue en 2003

à Paris 11, Orsay .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Au cours de ce travail nous nous sommes intéressés d'un point de vue expérimental à l'interaction d'électrons de basse énergie avec des surfaces de diamant hydrogéné et oxygéné. Plus précisément nous avons étudié, en particulier, les mécanismes de désorption d'ions H ̄et O ̄par ces surfaces. Les surfaces de diamant hydrogéné ont fait l'objet d'une attention particulière. Pour ces surfaces nous avons mis en évidence l'existence d'une résonance de Feshbach autour de 9 eV qui est responsable de la de��sorption des ions H ̄via un mécanisme attachement électronique dissociatif, direct autour de 9 eV et indirect autour de 22 eV. D'autre part un mécanisme de dissociation dipolaire contribue à la dissociation des ions H ̄au dessus de 14 eV. Ces deux mécanismes sont probablement impliqués dans la photodésorption des ions H ̄que nous avons mentionné dans l'introduction. Ils contribuent donc à l'appauvrissement des surfaces de diamant hydrogéné en hydrogène et donc à la dégradation de leur propriété d'affinité électronique négative. La résonance à 9 eV est responsable d'autre part de l'atténuation du courant d'électrons secondaires émis par ces surfaces soumises à un bombardement électronique, par l'induction de courbures des bandes d'énergie vers le haut de ces surfaces. Des études récentes au laboratoire ont aussi montré que cette résonance contribue à l'excitation vibrationelle des liaisons C-H. Enfin des études en fonction de l'intensité du courant incident et de la température de surface ont montré qu'en travaillant avec des courants inférieurs à 2 nA et des températures de l'ordre de 500 K, il est possible d'éviter la décroissance du courant d'électrons secondaires émis par les surfaces de diamant hydrogéné. Bien que nos résultats se situent très en amont des applications industrielles des surfaces de diamant, ils devraient permettre d'optimiser l'utilisation de ces surfaces pour les hautes technologies.


  • Résumé

    In this work, we considered from the experimental point of view, the interaction of low-energy electrons with hydrogenated oxygenated diamond surfaces. We have studied the mechanisms of H ̄and 0 ̄ions desorption from these surfaces, hydrogenated diamond surfaces received particular attention. For this surface, we have proved the existence of Feshbach resonance at 9 eV, which is responsible for H ̄ions desorption, by the direct dissociative electron attachment mechanism at 9 eV, and by indirect dissociative electron attachment at 22 eV. In the other hand dipolar dissociation mechanism contributed to H ̄ions desorption above 14 eV. The two mechanisms are involved probably in the photodesorption of H- ions which we have mentioned in the introductions. Thus, they contribute to the depletion of hydrogen from hydrogenated diamond surfaces and consequently to the degradetion of the negative electronic affinity property. In addition the resonance at 9 eV is responsible for the attenuation of the current of secondary electrons, emmited by the surfaces submitted to electronic bombardment, by the induction of upward energy band bending. The recent studuies in the laboratory showed that this resonance contribute to vibrational excitation of C-H bond. Finally studies as function of incident current intensity and surface temperature showed that if one works with currents lover to 2 nA and temperatures around 500 K, it is possible to avoid the decrease of the secondary electrons emmitted by the surfaces of hydrogenated diamond. Despite the fact that our results are far ahead of industrial use of diamond surfaces, they should be used for optimisation of this surfaces for high technologies applications.

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Informations

  • Détails : 131 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2003)44
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