Application des spectroscopies électroniques (NEXAFS et XPS) induites par le rayonnement synchrotron à l’étude d’adsorbats moléculaires sur silicium: expériences et théorie

La spectroscopie des structures fines d’absorption~X proches du seuil («near edge X-ray absorption fine structure spectroscopy» ou NEXAFS) est un puissant outil de caractérisation chimique des molécules adsorbées sur des surfaces, car elle donne à la fois une information sur le positionnement énergétique des molécules dans l’état excité et une information sur l’orientation spatiale des liaisons.

Nous montrons, en prenant l’exemple d’une molécule chimisorbée sur le silicium, qu’un calcul de type «fonctionnelle de la densité» d’états de cœur excités, représentant le substrat par un cluster, donne des résultats fiables en ce qui concerne les énergies de transition NEXAFS et les énergies de liaison que l’on peut, par ailleurs, mesurer par spectroscopie de photoélectrons de cœur (X-ray «photoelectron spectroscopy» ou XPS). Cette approche combinée expérience-simulation permet ainsi une attribution rigoureuse des structures spectrales et la validation des géométries d’adsorption.

Enfin, nous examinons quelles sont les perspectives ouvertes par la construction d’une ligne consacrée aux spectroscopies NEXAFS/XPS résolues en temps auprès de la nouvelle source synchrotron française SOLEIL.