Action de l'oxygène et du monoxyde d'azote sur cu(110) a basse pression chimisorption de l'oxygène et formation de l'oxyde cuivreux Cu20. Aspects quantitatifs de l'Auger

Laboratoire de Chimie des Solides, U.F.R. Sciences, Université d'Orléans, Rue de Chartres, BP 6759, 45067 Orléans Cedex 2, associé au Centre d'Etudes et de Recherches par Irradiation C.E.R.I., 3E Rue de la Férollerie, 45071 Orléans Cedex 2 France

Résumé

L’interprétation quantitative de l’évolution des signaux Auger caractéristiques du cuivre et de l’oxygène СuL3VV et 0KW est effectuée pour la stucture de surface 0(2x1) obtenue sur le cuivre en présence d’oxygène, à basse pression et pour l’oxyde cuivreux formé lorsque l’on remplace l’oxygène par le monoxyde d’azote.

Une bonne concordance entre les intensités calculées et mesurées est obtenue, d’une part pour la structure 0(2x1) et d’autre part pour Cu20 mais seulement après avoir introduit des corrections dues à l’élargissement et au déplacement de la bande de valence.

A partir d’un modèle d’édification couche par couche et pour un libre parcours moyen de 8 Å pour les électrons OKW dans Cu20 on peut montrer que chaque couche de Cu20 formée doit avoir une épaisseur d’environ 6 Å.

Abstract

The intensities of Auger peaks,CuL3VV and 0.KW are calculated: (1) for the surface structure 0(2x1) formed on a Cu(110) single crystal surface during oxygen low-pressure exposure and (2) for a bulk cuprous oxide, Cu20, thin film formed on Cu(110) during nitrogen monoxide exposure in the same conditions.

The equation, used to calculate the peaks intensities, involves the product of a large number of theoretically or empirically derived terms, including ionization cross section, Coster-Kronig transitions, backscattered electron contribution, individual Auger transition probabilities, atomic density, electron mean free path, analyser transmission, modulation effects and peak asymmetry.

A close agreement is obtained by comparing the ratios of the CuL3W and 0KW signals measured and calculated for 0(2x1). For cuprous oxide, the quantitative analysis of the CuL3VV and OKVV peaks evolution is more complicated because the Auger transitions studied involve valence electrons.

Indeed, the chemical bond Cu-0 leads to the broadening and the shift of the Copper valence band and then the decreasing of the peak-to-peak intensity. ESCA shows that the oxide formed is cuprous oxide and allows the measurements of Auger peaks broadening and shift (better resolution). The peaks shapes corrections are used in the calculations and then a good agreement is obtained between calculated and measured intensities.

With a model of layer-by-layer growth and with an electron mean free path of the OKVV Auger electron in Cu20 equal to 8 Angstroms, we calculated the oxide thickness and showed that every layer thickness of Cu20 was equal to about 6 Angstroms.