Etude experimentale des processus d'echange de charge lors de l'interaction d'ions de neon avec une surface de silicium amorphe

Study of the charge exchange processes between low energy ne#+ ion scattering off amorphous silicon surface (a-si). Experiment and simulation

• Auteur / Autrice : SOUHEIL MOUHAMMAD
• Direction : Pierre Benoît-Cattin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

Nous avons effectue une etude experimentale concernant l'interaction des ions de neon avec une surface amorphe de silicium. Cette etude a eu pour objet l'analyse des differents processus d'echanges de charge possibles entre les deux partenaires de l'interaction en fonction de l'energie incidente, de l'angle d'incidence et de l'angle de diffusion. La mesure de la fraction de charge du ne#+ et du ne#+#+ nous a permis de montrer que la transition electronique (auger) est le processus dominant de neutralisation du neon lors de l'approche rasante de la surface. Ceci peut etre justifie par le fait que la probabilite de survie a cette neutralisation ne depend que de l'inverse de la composante normale de la vitesse de diffusion (modele de hagstrum). Par contre, lorsque l'angle d'incidence () mesure par rapport a la surface devient plus grand, nous avons observe une diminution de la fraction d'ions mesuree pour une energie incidente donnee. Ce qui nous a conduit a supposer que la probabilite d'echange neutralisant avec la bande de valence du si croit lorsque la profondeur de penetration des particules incidentes dans le materiau augmente. Un calcul de cette profondeur realise en utilisant le code marlowe nous a permis de modeliser le processus de neutralisation. En outre, la spectroscopie des electrons ejectes par des particules autoionisantes formees lors de la collision violente montre d'une part, une ressemblance avec le cas des metaux - tels que al et mg - en ce qui concerne les mecanismes de creation de ces etats doublement excites du ne et, d'autre part, une difference concernant la non dependance de taux de conversion de #1d a #3p de l'energie primaire lorsque celle-ci devient superieure a 4 kev. Alors, le taux de conversion devient pratiquement independant de l'angle d'incidence et tend vers une valeur limite de l'ordre de 0. 55. Ceci pourrait etre du a la structure specifique de bande du semiconducteur et a l'existence d'etats de surface dans son gap.