J. Phys. France 42, 1115-1128 (1981)
DOI: 10.1051/jphys:019810042080111500

Emission ionique secondaire et structure électronique des petits agrégats VCn

M. Leleyter<sup>1, 2

1</sup>  Laboratoire de Physique des Solides , Bâtiment 510, Université Paris-Sud, 91405 Orsay, France
²  Aussi : Groupe de Physique Théorique, Faculté des Sciences, 33 rue Saint-Leu, 80039 Amiens cedex.

Abstract
The intensities of secondary emission of VpCn + (p = 1 to 4) and VCn- ions produced in a primary ionic bombardment of a target of vanadium carbide, show oscillations when p = 1 or 4 according to the parity of the number n of carbon atoms. Maxima occur for n even if p = 1 (positive or negative ions), for n odd if p = 4. Thèse experimental results are compared to the secondary ionic emission of V3Si where the intensities I(VSi+ n) and I(V4Sin+) respectively behave as I(VC+n) and I(V 4C+n). In the case of VC n clusters (p = 1), the alternating phenomenon can be interpreted from a CNDO calculation carried out on linear chains VCn (n < 7) (shapes which may not be the stablest ones) with the vanadium atom bound at one end. We found then a greater stability (binding energy) for the clusters with n even, whatever the cluster charge (positive, negative or zero) is. Moreover the CNDO calculation let us to analyse the electronic structure and the evolution of energy levels and of the V-C bond with n. Our calculations are a new vérification of the simple rule of correspondence between a large secondary emission of given species of clusters and their greater stabilities.

Résumé
Les intensités d'émission secondaire des ions VpC +n (p = 1 à 4) et VC-n produits par bombardement ionique primaire d'un carbure de vanadium montrent pour p = 1 et 4 des oscillations avec la parité du nombre n d'atomes de carbone. Les maximums ont lieu pour n pair si p = 1 (ions positifs et négatifs) et pour n impair si p = 4. Ces résultats expérimentaux sont comparés à l'émission ionique secondaire de V3Si où l'on observe respectivement les mêmes caractéristiques pour les intensités I(VSi n+) et I(V4Sin+) que pour I(VCn+ ) et I(V4Cn + ). Dans le cas des amas VC n (p = 1), ce phénomène d'alternances peut s'interpréter à l'aide d'un calcul CNDO effectué pour des chaînes linéaires VCn (n < 7) (formes qui peuvent ne pas être les plus stables) où l'atome de vanadium est fixé à une extrémité. On trouve alors une plus grande stabilité (énergie de liaison) pour les amas de n pair, quelle que soit la charge (positive, négative ou nulle) des amas. De plus, le calcul CNDO permet d'analyser la structure électronique ainsi que l'évolution des niveaux d'énergie et de la liaison V-C avec n. Ces calculs constituent une nouvelle vérification de la règle qui fait correspondre à une plus forte émission secondaire d'un spécimen donné d'amas, une plus forte stabilité de ces derniers.

PACS
7190 - Other topics in electronic structure.
7920R - Atomic, molecular, and ion beam impact and interactions with surfaces.

Key words
bonds chemical -- CNDO calculations -- electron energy states condensed matter -- secondary ion mass spectra -- silicon alloys -- vanadium alloys -- vanadium compounds