Etude de la reactivite de molecules gazeuses adsorbees sur des surfaces reconstruites de silicium par spectroscopie de photoelectrons

par CHRISTINE PONCEY

Thèse de doctorat en Chimie - Physique

Sous la direction de François Rochet.

Soutenue en 1996

à Paris 7 .

mots clés

Résumé

L'interaction de molecules de type o2, h20 et c2h2 avec des surfaces propres de silicium reconstruites est etudiee par une approche de type science des surfaces. La chimisorption d'une espece sur un site actif de surface, sa fragmentation et son incorporation dans le substrat, provoquent des modifications profondes de la structure electronique du silicium. La photoemission x conventionnelle (avec un tube a rayons x comme source de photons) ou avec des rayons x mous (en lumiere synchrotron) est bien adaptee a l'etude de ces systemes. Cette technique permet de determiner la structure electronique des etats occupes (niveaux de cur et bande de valence), de caracteriser l'etat chimique d'un atome donne, d'etudier la selectivite des etats de surface, et meme de donner des informations sur l'ordre orientationnel. Appliquee a l'etude de l'oxydation du silicium (en atmosphere controlee d'oxygene ou de vapeur d'eau), la photoemission x apporte de nouveaux resultats sur l'interface thermique si/sio2 (etude par photoemission resolue angulairement en fonction de differentes energies de photons) ; met en evidence l'importance des liaisons pendantes dans les phenomenes d'adsorption effectues a temperature ambiante (etude de l'oxydation d'une surface si(001) terminee par de l'arsenic) ; montre la dissociation des molecules h20 sur les surfaces si(001)-2x1 et si(111)-7x7, a 300k comme a 90k, et la penetration consecutive d'atomes d'oxygene dans le substrat, en contradiction avec des etudes precedentes. La photoemission x conventionnelle, combinee a la diffraction des photoelectrons et a d'autres techniques d'analyse, nous a egalement permis de caracteriser la croissance et la texture d'un film cristallin de carbure de silicium forme par carburation directe avec de l'acetylene. Nous montrons la difficulte d'obtenir une interface sic/si parfaite

Titre traduit

Study by photoelectron spectroscopy of the reactivity of gaseous molecules adsorbed on reconstructed silicon surfaces

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