J. Phys. France 47, 103-112 (1986)
DOI: 10.1051/jphys:01986004701010300

Récent développement de la spectroscopie vibrationnelle de perte d'énergie d'électrons lents à haute résolution. Analyse de matériaux isolants

P.A. Thiry, J.J. Pireaux, M. Liehr et R. Caudano

Laboratoire de Spectroscopie Electronique, Institut de Recherches sur les Interfaces Solides, Facultés Universitaires Notre-Dame de la Paix, 61, rue de Bruxelles, B-5000 Namur, Belgique

Abstract
The use of an auxiliary électron gun allows us to apply High Resolution Electron Energy Loss Spectroscopy (HREELS) to the study of non-conducting samples. Expérimental results are presented for crystalline surfaces : MgO (001), α-Al2O 3 (001), and LiF (001). The infrared optical constants of these materials are obtained by data processing with the dielectric theory describing the interaction of an electron with surface phonons (Fuchs-Kliewer type). These results are compared to data obtained by infrared spectroscopy and the specificity of HREELS is emphasized as far as surface properties are concerned. Two examples of non-crystalline materials are presented : the study of a semiconductor-oxide interface (SO2/Si) and of an organic polymer (polyethylene).

Résumé
L'utilisation d'un canon à électrons auxiliaire permet d'appliquer la spectroscopie de perte d'énergie d'électrons lents à haute résolution (HREELS), à l'étude d'échantillons non conducteurs. On présente des résultats expérimentaux pour les surfaces cristallines MgO (001), α-Al2O3 (001) et LiF (001). Les constantes optiques infrarouges de ces matériaux sont obtenues par ajustement de spectres synthétiques produits par la théorie diélectrique décrivant l'interaction d'un électron avec des phonons de surface de type Fuchs-Kliewer. Ces résultats sont comparés aux données obtenues par la spectroscopie infrarouge et on met l'accent sur la spécificité de l'HREELS quant à la mise en évidence de propriétés superficielles. Deux exemples de matériaux non cristallins sont proposés : l'étude d'une interface oxyde-semiconducteur (SiO2/Si) et d'un polymère organique (polyéthylène).

PACS
6835 - Solid surfaces and solid-solid interfaces: Structure and energetics.
7920K - Other electron-impact emission phenomena.

Key words
crystal surface and interface vibrations -- electron energy loss spectra