An application of Ti-K X-ray absorption edges and fine structures to the study of substoichiometric titanium carbide TiC1-x

Abstract
High-resolution measurements of the X-ray absorption coefficient were made around and up to 1000 eV above the titanium K-edge of TiC1-x samples (0.5 ≤ 1-x ≤ 0.97). When increasing the carbon vacancy content x, (i) the positive effective charge of titanium deduced from the edge-shift decreases, (ii) the bottom of the titanium 4p bands (situated at 10-15 eV above the Fermi level EF in TiC0.97) moves down progressively towards EF. From the increased damping of the Exafs oscillations with non-stoichiometry, average mean-square static relative displacements of titanium-titanium and titanium-carbon first neighbours are evaluated. A simple model where each carbon vacancy repells its first neighbours Ti by 0.08 Å is proposed.

Résumé
Des mesures à haute résolution du coefficient d'absorption de rayons X ont été effectuées au voisinage de et jusqu'à 1000 eV au-dessus du seuil K du titane dans des échantillons de TiC1-x, (0,5 ≤ 1 - x ≤ 0,97). Quand la teneur x en lacunes de carbone augmente, (i) la charge effective positive du titane déduite de l'energie du seuil diminue, (ii) le bas des bandes 4p du titane (situé à 10-15 eV au-dessus du niveau de Fermi EF dans TiC0,97) se déplace progressivement en direction de EF. A partir de l'amortissement des oscillations d'Exafs qui augmente avec l'écart à la stoechiométrie, les déplacements relatifs statiques quadratiques moyens des premiers voisins titane-titane et titane-carbone ont été évalués. Un modèle simple où toute lacune de carbone repousse ses premiers voisins titane de 0,08 Å est proposé.