Caractérisation du carbure de silicium par les techniques de la spectroscopie de pertes d’énergie d’électrons (EELS) en microscopie électronique par transmission

Laboratoire d’optique électronique, CEMES du CNRS, BP 4347, 31055 Toulouse Cedex, France.

Résumé

Les techniques de spectroscopie de pertes d’énergie d’électrons (EELS) transmis par un échantillon mince, en microscopie électronique sont appliquées à l’étude microstructurale des échantillons de carbure de silicium. Deux méthodes sont essentiellement considérées : L’analyse quantitative pour la détermination des rapports de concentration Si/C et l’analyse EXELFS, utilisée pour la détermination de l’environnement atomique local des atomes dans des échantillons cristallins ou amorphisés soit par implantation d’ions chrome ou par irradiation électronique à 300 kV. Pour les deux échantillons amorphes, l’analyse EXELFS permet de mettre en évidence une organisation locale et indique une augmentation des distances interatomiques Si-C et Si-Si de l’ordre de 7 % par rapport à la structure cristalline. Elle est associée à un affaiblissement de la coordination en ce qui concerne la liaison Si-Si.

Abstract

Various possibilities of Electron Energy Loss Spectroscopy (EELS) for chemical and structural analysis of thin specimens in the transmission electron microscope are applied to the microstructural studies of differents silicon carbide samples. Two methods of handling EELS results are considered; Quantitative analysis with the aim to evaluate the relative concentration of silicon and carbon at a low scale, and EXELFS analysis, applied to obtain local atomic environnement of both silicon carbide single crystals and SiC samples made amorphous by ion implantation with chromium or by irradiation from 300 kV electrons. The results of EXELFS analysis from both amorphous SiC specimens indicate that both the Si-C and Si-Si distances have increased relative to crystalline material by ≈ 7% and that a loss in coordination of the Si-Si bond has occured.