Contact : Grégory Berthomé
Les spectroscopies d'électrons (AES, XPS) sont des techniques particulièrement adaptées à la caractérisation des surfaces solides. Le principe des mesures consiste à recueillir les électrons émis par une surface bombardée soit par des électrons dans le cas de la méthode AES soit par des photons X dans le cas de la méthode XPS. L'analyse du spectre d'électrons permet d'identifier les éléments présents en surface. En moyenne, les 5 nm externes d'un échantillon peuvent être ainsi caractérisés. Selon les informations désirées, on préfère l'une ou l'autre de ces méthodes. Ainsi, il est plus facile d'obtenir des renseignements sur l'état chimique des éléments présents en surface par XPS que par AES. En revanche, avec les appareillages classiques, l'AES est plus adaptée à l'analyse localisée que l'XPS. Ainsi, la plage irradiée par rayons X est couramment de l'ordre de quelques dizaines de mm2, alors que la surface irradiée par un faisceau d'électrons est d'environ quelques dizaines de micromètres carrés.
Pour réaliser ces analyses de surface, deux appareillages sont disponibles au sein du laboratoire.
- Un appareil de marque Riber (AES)
Cet appareil utilisé pour les analyses Auger de routine est équipé d'un canon ionique. En couplant les analyses Auger à une érosion ionique, il est ainsi possible d'obtenir des informations chimiques sur des épaisseurs supérieures aux quelques monocouches de surface. Cette approche est particulièrement adaptée à la mise en évidence de ségrégations dans les films minces.
- Un appareil de marque Vacuum Generators (AES / XPS)
Des expériences identiques à celles réalisées avec le modèle précédent peuvent être effectuées avec ce modèle. Mais la particularité de cet appareil est la possibilité de réaliser de la microanalyse Auger. En effet, il est possible de focaliser le faisceau d'électrons afin de bombarder des surfaces inférieures au micromètre carré.
Pour les analyses XPS, on utilise la possibilité de modifier la position de l'échantillon pour réaliser des analyses pour différents angles entre l'analyseur et la surface de l'échantillon. Cette approche non destructive permet de mettre en évidence des ségrégations en extrême surface. Cette méthode est particulièrement intéressante pour étudier l'évolution de l'état chimique d'un élément sur les premières monocouches d'un matériau.
Au sein du laboratoire, on utilise principalement ces méthodes pour caractériser l'ensemble des films minces quelle que soit la méthode d'élaboration et en particulier les couches passives des aciers inoxydables et les couches d'oxydes.