L'apport des rayons X à l'étude des surfaces et interfaces

Résumé
En raison de leur faible section efficace d'interaction avec la matière les rayons X ne sont pas d'une utilisation universelle pour l'étude des surfaces des matériaux. Ils apportent cependant des informations essentielles grâce à quelques méthodes d'utilisation courante. Si on joue avec les diverses interactions des rayons X on peut sonder les premiers nanomètres du matériau soit en travaillant en incidence extrêmement rasante, soit en analysant des électrons émis par le matériau ayant un libre parcours moyen dans la matière inférieur à quelques nanomètres, soit en étudiant la fluorescence X issue des couches superficielles. La photoémission (XPS ou ESCA) est une des plus puissantes méthodes d'analyse des surfaces. Elle permet aussi d'obtenir des indications sur la structure cristallographique de la surface (XPD). L'étude des structures fines au voisinage des seuils d'absorption est une excellente méthode d'analyse de l'ordre local, valable pour les surfaces et pour les interfaces enterrées (EXAFS ou SEXAFS). L'apport du rayonnement synchrotron, source intense de lumière polarisée, a permis, outre le développement de l'XPD et de l'EXAFS, de mettre au point des spectroscopies sensibles au magnétisme de surface (dichrolsme magnétique en photoémission).

Abstract
Because of their lowv cross section of interaction with atoms, X rays are not used as much for surface analysis than for bulk studies. Howverver they give useful informations through sweral commonly used methods. If one plays with the various interactions between X rays and matter, one can test the first nanometers of the materials either working at very grazing incidence, or analyzing electrons emitted by the material under invetigation which have a very small mean free path, or studying fluorescence issued from the topmost layers. Photoemission (XPS or ESCA) is one of the most powerful methods to analyze the chemical composition of surfaces. It can also give surface structure informations (XPD). Analysis of extended X-ray absorption fine structures (EXAFS and SEXAFS) is a good method for local order evaluation and it works for surface and buried interfaces. Synchrotron radiation is more and more widely used since it is a source of polarized light (either linearly or circularly) and after having being used extensively for XPD and EXAFS can be devoted to new spectroscopies sensitive for example to surface magnetism (magnetic dichroism in photoemission.)