Le programme :

objectif général de cette école sur la spectroscopie XPS

• Acquérir les bases théoriques de l'interaction photon-matière.
• Comprendre l'origine des variations des énergies de liaison des photoélectrons et l'explication des "déplacements chimiques"
• Comprendre le fonctionnement spectromètre de photo électrons XPS
• Maîtriser les conditions optimales de caractérisation des surfaces en fonction des types de matériaux.
• Savoir interpréter les spectres obtenus (analyse qualitative et quantitative).
• Caractérisation par profils. Utilisation de l'érosion ionique.
• Appréhender les limites de la technique.
• Acquérir l'autonomie de la technique.

Lundi 08 juin 2015

Journée 1- Théorie, Fondamentaux et architecture instrumentale

Le principe de l’émission d’électrons et les processus d’interaction lumière/matière seront abordés ici afin comprendre les aspects phénoménologiques d’une l’analyse chimique par la spectroscopie XPS. Les paramètres essentiels pour l’interprétation des résultats - la structure d’un spectre, la forme des pics, la mesure de l’énergie de liaison, les notions d’états initial (déplacement chimique) et final, les effets de charge, les pics additionnels, l’analyse quantitative – compléteront cette introduction. Les derniers développements instrumentaux (érosion ionique & moléculaire, système d’imagerie, sources variées, …) apporteront une vision actuelle de la dynamique technologique recensée dans le domaine.

Mardi 09 juin 2015

Mercredi 10 juin 2015

journée 3 - XPS et opto-électronique

L’analyse chimique des surfaces et interfaces est une étape majeure dans la mise au point de composants très variés de l’industrie (opto)-électronique. Le champ XPS d’expertise potentielle est très large il couvre des ingénieries chimiques de surface très différentes dues à la nature des matériaux : Si, Ge, III-Vs, II-VIs, auxquels il faut ajouter les I III VI₂ et les I₂ II IV VI₄ ou les interfaces hybrides « organique inorganique » si l’on considère les composants spécifiques liés au photovoltaïque. On peut encore étendre le domaine si l’on regarde le domaine des LED _OLEDs dans sa globalité. Les démarches liées à la surface sont généralement présentes sur plusieurs étapes technologiques ; les mêmes problématique de préparation d’une surface sont à considérer avant dépôt d’alliage par épitaxie, avant dépôt de  diélectrique , avant passivation de flanc de dispositifs avant dépôt de films ultra-minces par ALD, etc. A cela vient s’ajouter l’évolution de l’interface au contact des dépôt s qui va régler bons nombre de comportements ultérieurs concernant les réponses électriques, optiques, mécaniques des interface des interfaces critiques des composants. On comprend que l’XPS doit être à même de travailler sur les zones critiques de ces objets de très haute technologie en étant à même de réaliser des profilages quantitatifs de structures dont les dimensions sont souvent nanométriques. Un autres volet très important est celui des nanostructures à multicouches, des nano « dots », des nano « wires » qui sont autant d’objets qu’il faut travailler de façons spécifiques en XPS. On voit également que les effets d’échelle et la capacité à discriminer les aspects locaux des agencements chimiques sont aussi des éléments ce point particulier étant le terrain de prédilection des associations entre XPS et nano-Auger.

Cet ensemble de concept sera abordé autour des grandes règles de la physicochimie de Si, Ge, III-Vs, ou II VIs, on analysera aussi les capacité de l’XPS à générer des profilages de couches minces de façon quantitative en particulier sur les alliages ternaire voire quaternaires III-Vs qui sont sensibles au phénomènes plus ou moins marqués d’abrasion préférentielle. Le travail sur des alliages permet aussi d’aborder la question délicate des FWHM qui recèlent des informations importantes sur la qualité intrinsèque des matériaux.

Jeudi 11 juin 2015

Journée 4 - XPS et matériaux pour l'énergie (IPREM)

Cette journée consacrée aux matériaux pour le stockage de l'énergie débutera par une description du contexte particulier lié à l'étude des surfaces et des interfaces dans de tels systèmes (réactivité avec l'air, réactions aux interfaces, mélanges complexes d'espèces, évolution dans le temps, ...). Puis on montrera toutes les possibilités d'exploitation de l'XPS pour étudier les mécanismes redox, en particulier sur les métaux de transition, l'exploitation de différents pics de cœur d'un même élément, le point très important des interfaces solide/liquide et solide/solide, avec l'étude des couches de passivation. On montrera également l'intérêt d'une confrontation expérience/calculs, par le biais des bandes de valence XPS qui donnent des informations complémentaires sur les mécanismes redox et sur la composition des interphases, ou par le biais de l'adsorption de sondes gazeuses modélisée par le calcul, couplée à l'étude des pics de cœur, qui fournit des informations sur la réactivité aux interfaces.

Vendredi 12 juin 2015 

Journée 5 -