Remarques sur l'absorption optique des métaux du groupe IB pris en couches très minces pour différentes vitesses de formation

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Remarques sur l’absorption optique des métaux du groupe IB pris en couches très minces pour différentes

vitesses de formation

N. Emeric, A. Emeric, R. Philip

To cite this version:

N. Emeric, A. Emeric, R. Philip. Remarques sur l’absorption optique des métaux du groupe IB pris

en couches très minces pour différentes vitesses de formation. Journal de Physique, 1965, 26 (12),

pp.769-775. �10.1051/jphys:019650026012076900�. �jpa-00206349�

769.

REMARQUES

SUR L’ABSORPTION

OPTIQUE

^DES

MÉTAUX

DU GROUPE IB PRIS EN COUCHES

TRÈS

MINCES POUR

DIFFÉRENTES

VITESSES DE FORMATION

Par Mme N.

EMERIC,

^{A. EMERIC et R.}

PHILIP,

Laboratoire de

Physique

C. P. E. M. II, ^Faculté des Sciences de Marseille.

Résumé. - On a étudié, ^de 2 000 à 12 000 Å (1 ^{à 6} eV)

l’absorption

^de

quelques

^métaux Au, Ag, Cu, pris ^{en couches minces, en} fonction de la vitesse de formation.

La structure des couches d’argent d’épaisseurs inférieures à 50 Å ne paraît pas être modifiée

lorsque la vitesse de formation devient très faible ; ^au contraire, pour l’or ^et le cuivre, ^{des modi-}

fications apparaissent ^{et une} nouvelle forme d’absorption ^{semble se} manifester.

L’évolution des couches varie avec le domaine

spectral

^{où se} produit

l’absorption.

Abstract. - The absorption of thin films of Au, Ag, ^{Cu from 2 000 to 12 000 Å} (1 ^{to 6} eV) is studied as a function of deposition velocity.

The structure of Ag ^{films, less than 50} Å thick, ^{does not seem to be} modified when the deposi-

tion velocity ^becomes

very small ;

^{on the other hand, for gold} and coper, modifications appear

and a new

^{form of}

absorption

^{seems to occur.}

The

layer

evolution varies with the

spectral

domain where absorption ^lies.

LE JOURNAL DE PIIYSIOUE ^TOME 26, ^DÉCEMBRE 1965,

I.

Introduction.

On sait que les m6taux du groupe- ^{IB de} la classification

p6riodique pr6sen- tent, lorsqu’ils

^sont

pris

^{en couches tres}

minces,

une

absorption

^{anormale dans la}

partie

^{visible du}

spectre.

^Cette

absorption,

^{absente dans le cas du}

metal

massif,

^est fonction de

1’epaisseur

^des

couches : elle se

d6place

^{vers le} rouge

lorsque 1’6paisseur

^crolt.

On sait d’autre

part,

^tant par des ^mesures de r6sistivit6 _{que par} l’observation en

microscopie 6lectronique,

^{que ces memes} couches correspon- dent a un 6tat divise de la matiere. Le

depot

^se

pr6sente

vraisemblablement sous la forme de

grains

dont les dimensions et la forme

dependent

^{de la}

quantite de

^metal

depose

^et des conditions dans

lesquelles s’effectue

le

depot.

^{On trouvera dans}

l’a1"ticle de P. Rouard et P.

Bousquet [1]

^{et dans}

celui de H.

Mayer [2]

les donn6es essentielles de ce

probl6me.,-

Nous nous

^sommes

proposes,

pour ^{les m6taux}

cites,

de rechercher l’influence de la vitesse de for- mation sur cette bande

d’absorption

^{anormale. En}

effet R.

Philip [3]

^{a montre}

l’importance

^d’une

telle 6tude en ce

qui

^concerne les couches

d’6pais-

seurs

superieures

^{a 50}

^A

^et pour des vitesses com-

prises

^{entre 4}

Å/s

^et

^0,1 Á/s.

^{Nous verrons que,}

dans le ^cas des

6paisseurs

inférieures a

50 Å

6tu- di6es

ici,

les vitesses

susceptibles

d’entrainer des modifications de

propri6t6s optiques,

^{sont beau-}

coup

plus

^faibles.

II.

Preparation

^et 6tude des couches. ^- Les couches 6tudi6es sont

preparees

^par

vaporisation thermique,

^la

pression

^dans

1’evaporateur

^6tant

comprise

^{entre 5 X 1.0-8 et 10-7 torr.} Pour eviter toute

projection d’impureté

^{ou de corps}

^etranger

on

interpose

^{entre la} surface utile du creuset et le

support

^un

diaphragme

tel que les electrodes et les bords du creuset ne

puissent prendre part

^{a la}

formation de la couche. Les

manipulations

^n6ces-

saires aux mesures se

font,

^sans remont6e de pres- ’

sion,

^a l’aide de passages

magn6tiques.

Les mesures

optiques

^{sont r6alis6es en incidence}

normale dans un domaine de

longueurs ^d’onde compris

^{entre 2 000 et 12 000}

^A (1

^{a 6}

eV) grace

^a

un

montage compose

^{de lentilles}

achromatiques

et de miroirs. La source

spectrale

^{est une}

lampe quartz-iode ;

^les

r6cepteurs

^utilises

(tubes photo- multiplicateurs

^R. C. A. 6903 ou

7102)

^varient

avec la

region spectrale explor6e.

^{Lors des}

vapori-

sations tres

lentes,

^les

variations

6ventuelles de

temperature

^sont

reperees

a l’aide d’un thermo-

couple place

^{au meme niveau} que le

support.

^Ce

thermocouple, expose

^au

rayonnement thermique,

mais

prot6g6

^{de la} metallisation _par une

fine lamelle, n’a jamais

decele de variation de

temperature sup6-

rieure a 30°. On

peut

donc consid6rer que les diffé-

rences

obtenues,

^{en ce}

qui

^{concerne la structure des}

couches,

^{ne sont} pas

dues

^{a un effet}

calorifique.

Le

support employ6 ^lors

^{de ces etudes est une}

lame

prismatique

^en

quartz

cristallin

poli

^au

drap.

Ce

support

^ne donne naissance a aucun

pheno-

mene

d’"épitaxie ;

^en effet les résultats sont

parfai-

tement

analogues

^{a ceux obtenus avec des}

supports

en silice ou en verre au borosilicate

[4].

^Nous

pouvons le consid6rer ^{comme un}

support amorphe.

Les mesures du facteur de transmission sont effectuées sous vide imm6diatement

apres

^la

pr6- paration

des couches. Nous reprenons ensuite les

mesures a intervalles de 24 heures environ : 1o sous

la

pression limite ;

^{20 sous 10"2 torr}

environ ;

30

apres

^{retour a la}

pression

^limite.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphys:019650026012076900

770

III. Résultats

exp6rimentaux.

^{2013 Les r6sultats}

exp6rimentaux présentés

^ne concernent que le fac- teur de transmission. Les mesures de

r6flexion, beaucoup

^moins

pr6cises

^{dans nos} conditions de mesures, n’ont pas ete effectu6es.

On

pourrait

^{penser que la mesure du seul fac-}

teur fi entraine une confusion ^dans la distinction entre

absorption 6nerg6tique

^et diffusion. R. Gri-

gorovici

^{et G. Ciobanu}

^[5]

^ont r6cemment montre que dans le ^cas de couches

granulaires,

^et pour ^un rayon moyen de

particules ^6gal

^{a 150}

A,

^{la diffu-}

sion de la lumiere pour l’incidence normale ^n’est

appreciable

^{que pour les}

petits angles.

^{En cons6-}

quence,

d’apres

^{ces deux}

^auteurs,

^{on ne}

^s6pare g6n6ralement

pas la lumi6re diffus6e de la lumiere transmise. ^{11 nous}

parait

^donc

raisonnable

^d’attri- buer les minimums observes du

facteur

^{de trans-}

mission a ^une

absorption 6nerg6tique

^se

produisant

au sein de la couche ^mince.

Le

rep6rage

^des

6paisseurs

^a ete effectue par

pesee

^{a la}

microbalance ;

^les

6paisseurs propos6es

ne

peuvent

^etre consid6r6es _que ^{comme une}

esti-

mation

grossiere,

^{donnant une} idee de la

quantite

de metal

depose.

^A

fortiori

1’estimation des vitesses de formation est fortement entach6e ^{d’erreurs et}

ne constitue

qu’un rep6rage

^peu

precis.

1. GTUDE

SOUS VIDE. - 1.1. OR. ^-- La

figure

¹

repr6sente

^les variations du facteur de ^trans- mission T ^en fonction de la

longueur

d’onde pour

FIG. 1.

huit couches d’or

preparees

^{a une} vitesse moyenne de

0,1 A/s.

^La

^{plus 6paisse}

des couches 6tudi6es a une ^«

epaisseur massique

^» de l’ordre de 80

A.

Aucune difference

n’apparait

^{avec les mesures}

r6alis6es sur des couches

preparees

^{a une vitesse}

50 fois

plus grande

^et 6tudi6es dans ^un domaine

spectral plus

^r6duit

[6].

Quatre regions apparaissent :

a)

^{Pour les}

longueurs

d’onde inf6rieures à 5 000

A,

^{on observe une}

absorption

^{notable crois-}

sant

régulièrement

^avec

l’épaisseur. D’apres

^les

mesures de R.

Philip [3]

^dans

l’ultraviolet,

^et pour des

6paisseurs 6quivalentes,

le facteur de trans- mission d6crolt pour ^une couche donn6e

jusque

vers 2 500

A.

b)

Autour de 5 000

A

on voit

apparaitre

^un

trou de

transparence,

absent dans le cas des couches tres

minces,

^{et d’autant}

plus marqu6

que la

quantite

^{de metal}

depose

^est

plus

^forte.

c)

^De 5 000 a 8 500

A environ,

^{on obtient le}

maximum

d’absorption

^{anormale dont la}

position

dans le

spectre

^{varie avec}

1’epaisseur

de la couche

[7], [8].

d)

^{Dans la}

region infrarouge l’absorption

^ne

commence a

apparaitre qu’a partir

d’une certaine

epaisseur.

Les couches les

plus

minces y ^{sont trans-}

parentes,

alors que les

plus épaisses

^absorbent

presque ^autant que dans la

region d’absorption

anormale.

Ces résultats montrent

qu’une

^{variation de}

l’ordre de 1 a

50,

^{en ce}

qui

^concerne la vitesse de

formation,

^ne

change

pas les

propri6t6s optiques.

II faut donc admettre que la croissance des cristal- lites

composant

la couche mince reste sensiblement la meme dans ^ce

large

^{domaine. Les}

ph6nom6nes thermodynamiques qui r6gissent

la formation du

depot

^restent

identiques malgr6

^une

grande

^varia-

tion de la

pression du jet

^incident.

D’autre

part, l’absorption appreciable

^du

proche infrarouge g6n6ralement

^{attribu6e aux electrons}

libres,

^montre que des les

6paisseurs

moyennes les

grains

^{entrent en}

interaction,

^ou bien que ^ces

grains

^sont

dej a

^assez gros pour

presenter

^un

nombre suffisant de niveaux a l’int6rieur de la bande de conduction. En dehors de cette

absorp-

tion par electrons libres une

explication th6orique

du

phenomene

^devra

distinguer

^{deux autres modes}

d’absorption

^se

produisant

pour des

energies

^diffé-

rentes et

s6par6s

^{par le trou de}

transparence

^a

5 000

A.

La

figure

²

repr6sente

les variations du facteur de transmission en fonction de la

longueur

^d’onde

pour huit couches d’or

preparees

^{a des vitesses se}

situant autour de

0,03 A js.

^{Le domaine}

d’6pais-

seurs est sensiblement le meme que pour la

figure

^1.

Des differences

apparaissent

par

rapport

^aux

courbes

repr6sent6es

^{sur la}

fig. 1.

^{Un seul domaine}

d’absorption

subsiste : il se situe entre 3 000

Å

et 4 400

A.

Le minimum du facteur de transmission

depend

^de

1’epaisseur

^du

depot

^{et se}

d6place

^vers

le visible

lorsque

^cette

epaisseur augmente.

Le trou de

transparence

^{observe autour de}

5 000

A

_{pour de}

plus grandes

vitesses de

depot

^a

entierement

disparu,

^ainsi que

I’absorption

^anor-

male

qui

^se manifestait dans la

partie

rouge du

spectre.

^{II en est} de meme pour

l’absorption

par

771

FIG. 2.

electrons libres : le

depot

^{se r6v6le}

transparent

^dès

que la longueur

d’onde atteint le domaine du

rouge.

11

apparait

donc que les trois modes

d’absorption

observes sur les courbes

pr6c6dentes

^{ne se} pro- duisent

plus

a l’int6rieur des couches f ormees tres lentement et ont cede la

place

^{a un} autre m6ca- nisme. La structure intime d’un tel

depot

^ne

peut

se concevoir

qu’avec

^des

grains

^ne

poss6dant qu’un

nombre r6duit de niveaux

énergétiques,

^{donc tres}

petits,

^{ne subissant} pas d’interactions.

Signalons

ici la difficult6 d’obtenir des couches tres minces

appartenant

^{a cette famille}

(il

^{ne se}

produit ^aucun depot pendant

^les

premi6res

^minutes

de la

vaporisation)

^et

l’impossibilit6

d’obtenir des couches

plus épaisses (si

^la

vaporisation

^est pour- suivie

trop longtemps

^on obtient a nouveau des couches color6es

appartenant

a la famille

repre-

sent6e

figure 1).

^{Au cours des}

vaporisations

^extr6-

mement

lentes,

^nous assistons donc a ^un

pheno-

mene de retard a la

condensation,

^{et a une recris-}

tallisation des

grains

^{pour une}

epaisseur 16g6rement superieure

^{a 50}

A [J], [10].

Notons enfin que

malgr6

^des variations certaines de la vitesse de formation lors des différents essais

realises,

^nous

n’avons jamais

^{obtenu de} courbe r6a- lisant un passage

progressif

^entre les deux r6seaux

repr6sent6s

^{sur les}

figures

^{1 et 2. On}

^peut

^donc

conclure que la ^vitesse de formation des couches minces d’or influe de

façon

considerabl e sur leur

comportement optique,

^autour d’une vitesse cri-

tique comprise

^entre

0,1

^et

0,03 A/s.

Cette vitesse

critique correspond

vraisemblablement a un chan-

gement

de mode de croissance.

1.2. ARGENT. - Dans le cadre des faibles

epais-

seurs 6tudi6es

ici,

^Richard

[8]

^a recherche l’influ-

ence de ]a vitesse de

projection

^{sur les}

^propri6t6s

optiques

pour des valeurs

superieures

^{a 1}

A/s.

^Nous

avons 6tendu notre 6tude au cas de

l’argent

pour essayer de ^{retrouver sur ce} metal le

phenomene

observe avec l’or. Nous avons

explore

^{un domaine}

de vitesses

comprises

^entre

0,3

^et

0,01 A/s.

^{Les r6sul-}

tats relatifs a cette 6tude sont

reportés

^{sur la}

fig.

^3.

On

observe,

^{a 3 200}

A,

^{le trou de}

transparence caractéristique

^de

I’argent [3]

^{et a}

partir

^{de 4}

^{000 A}

environ la zone bien connue

d’absorption

^anormale.

Des les

grandes longueurs

^{d’onde du}

spectre

^visible

les couches redeviennent

transparentes.

^{11 semble}

done que ^nous soyons ^en

presence

^de

grains

^ne

subissant pas

d’interaction,

^{donc bien}

séparés.

^La

microscopie 6lectronique

^{donne une}

image

^certai-

nement tres correcte de cette

disposition.

^{La tota-}

lit6 des courbes

appartiennent

^{ici a un meme}

ensemble ;

^{on ne retrouve} pas les deux formes distinctes de courbes

qu’on pouvait

^{observer avec}

l’or. 11 est d’autre

part

difflclle de r6duire ^encore la vitesse de formation: la condensation n’a alors

plus

lieu. Les courbes

repr6sent6es

^{sur la}

figure

³

ayant d6jh

^{ete obtenues} par de nombreux

auteurs,

^nous

ne nous y attardons pas. Ces résultats n’ont 6t6

rapport6s

ici que dans ^un but de

comparaison

^avec

ceux obtenus pour le cuivre ^et l’or.

FI G. 3.

La conclusion suivant

laquelle

^{la structure des}

couches tres minces

d’Ag

^ne serait pas affect6e par la vitesse de formation concorde avec les résultats de Guru Moorti ^et

Gasperey [11]

^{et ceux}

de Sennett ^et Scott

[12]

pour les

6paisseurs

^inf6-

rieures a 50

Å.

772

1.3. CUIVRE. - ^Le cuivre a 6t6 moins étudié que

l’argent

^et l’or A 1’6tat de couches tres minces.

Son

oxydation

^est

rapide,

aussi doit-on le

d6poser

sous vide tres

pouss6 ;

^{cette necessite est encore}

plus imperative

^{dans le cas} des vitesses r6duites.

R.

Payan

^{et G.}

Rasigni [13]

^{ont mis en evidence}

Ilexistence,

^{dans la}

partie

visible du

spectre,

^d’une

bande

d’absorption

^anormale

analogue

^{a celle}

qu’on

trouve pour l’or ^et

l’argent.

Les couches

qu’ils

^ont

6tudi6es ont ete obtenues a une vitesse de 5

A/s ;

comme dans le cas des m6taux

precedents

^nous

avons 6tendu notre 6tude a des vitesses de forma- tion

beaucoup plus

^r6duites.

La

figure

⁴

repr6sente

^les variations du facteur de transmission _{pour 11} couches de cuivre

pr6pa-

r6es a des vitesses voisines de

0,3 Å/s.

^{Les a}

6pais-

FIG. 4.

seurs

pes6es

^{» sont}

comprises

^entre

quelques ^A

pour les couches les

plus

^{minces et 50}

^A

environ pour les

plus épaisses. Quatre regions

distinctes

apparais-

sent sur cette

figure :

a)

^{Pour X 5 600}

Å,

^{le facteur} de transmission est presque

constant,

^il

pr6sente cependant

^un

16ger

^{minimum se}

d6plagant

^{vers les}

grandes

^lon-

gueurs d’onde

lorsque 1’epaisseur

^croit.

L’absorp-

tion dans ce domaine croit

fortement,

pour ^une

longueur

^d’onde

donn6e,

^avec

1’epaisseur.

b)

^{Pour 5}

600 Å

À 6 000

A

on observe un

trou de

transparence,

^{absent sur} les couches les

plus minces,

^{et d’autant}

plus marqu6

que la quan- tit6 de matiere

d6pos6e

^est

plus grande.

c)

Pour la fin du

spectre

^{visible on retrouve la}

région d’absorption

^anormale.

d)

^Enfin

pour X

> 9 000

A

il existe une

absorp-

tion

importante qui apparait

meme pour les ^tres faibles

6paisseurs,

^et

rejoint rapidement

^{la bande}

précédente

^avec

laquelle

^{elle se confond.}

L’absorp-

tion dans

l’infrarouge

^6tant vraisemblablement due a Faction des electrons

libres,

il faut admettre que les

grains constituant

les couches ^sont relativement gros ^ou bien que les interactions ^entre cristallites sont

importantes

^{des les}

plus

^faibles

6paisseurs.

Notons que la concordance ^{entre nos} résul- tats et ceux de R.

Payan

^{et G.}

Rasigni [13]

(4

⁰⁰⁰

^A

^{X 7 250}

A ; 6paisseurs

²⁴

A)

pour des couches

preparees

a la vitesse de 5

Als

montre que dans ^{un tres}

large

domaine de vitesses de formation

l’ absorption optique

des couches tres

minces,

^done vraisemblablement leur

structure,

n’est pas modifiée.

La

figure

⁵

repr6sente

^{les résultats relatifs à}

7 couches de cuivre

preparees

a des vitesses voi- sines de

0,02 A/s.

^{L’ «}

epaisseur pesee

^{» la}

plus grande correspond

^{a 80}

^Å

^environ.

FIG. 5.

.

On observe les memes

regions

que ^sur la

figure

^4.

Si ^on compare ^en detail ce reseau de courbes au

pr6c6dent,

^on observe que pour les vitesses tres lentes :

a)

^{dans la}

region

^{des courtes}

longueurs d’onde,

un trou de

transparence apparait plus

^nettement

vers 3 000

A. ;

b)

^{le trou de}

transparence

^{dans le}

spectre

^visible

est

déplacé

^{vers les courtes}

longueurs

^d’onde

d’environ 500

A ;

c)

^le lieu du maximum

d’absorption

^anormale

pratiquement

^{confondu avec} celui des vitesses

rapides

pour les faibles

6paisseurs,

^se

d6place

^nette-

ment vers le violet

lorsque 1’epaisseur croit ; d)

^enfin

I’absorption infrarouge

^a

disparu.

11 semble donc que les couches

préparées à

vitesses tres lentes soient

composees

^de

grains

^ne

subissant pas d’interaction.

II ne nous a pas ^6t6

possible,

^avec d’aussi faibles

773

vitesses de

projection,

^de

pr6parer

des couches

plus épaisses appartenant

^{a cette famille. Au delh}

de

1’epaisseur signalee

^{on retombe sur} des courbes

pr6sentant

manifestement les

caractéristiques

^des

couches

preparees rapidement :

^on assiste ici vrai- semblablement a un

phenomene

de recristalli- sation

[9] analogue

^{a celui} observe pour l’or. De meme que pour ^ce dernier

metal,

il semble que

nous soyons ^en

presence

^{de deux ensembles de}

courbes

seulement,

le passage de 1’une a 1’autre famille se

r6alisant

^de

fagon

discontinue pour ^une vitesse

critique comprise

^entre

0,3

^et

0,02 A/s.

Les résultats relatifs a

1’etude

de l’or ^et du cuivre semblent conduire aux memes conclusions.

a)

^Le

comportement optique

des couches tres minces ^de ces deux m6taux varie de

façon dis-

continue en fonction de la vitesse de formation des

depots.

b)

Les couches f ormees tres lentement doivent etre constituees de

grains

^tres

petits

^{et sans inter-}

action.

2.

Évolution

des couches. ^- L’un des buts de cette 6tude 6tant l’identification des divers modes

d’absorption optique

^se

produisant

^{dans les}

couches,

il y ^{a tout} intérêt a rechercher le maxi-

mum d’informations a leur

sujet.

L’étude de l’évo- lution doit

pouvoir

^nous aider a diff6rencier les divers processus

d’absorption, principalement :

oscillations collectives d’electrons a l’int6rieur des

grains,

transitions

6lectroniques

^entre les diverses bandes

permises.

Lors de la remont6e de

pression jusqu’A

^{10-2 torr}

environ,

^on

peut

assister a une action

m6canique,

a une recristallisation ou a une action

chimique : adsorption

^et

attaque proprement

dite. Chacun de

ces

ph6nom6nes

^{doit se} traduire par ^une modifi- cation des

propri6t6s optiques

^{dans un sens}

precis.

Les mesures effectu6es pour les differentes couches

ne montrent aucune modification

superieure

^aux

erreurs de mesures

pendant

la dur6e du

s6jour

^sous

vide. La remont6e de

pression jusqu’a

^{10-2 torr}

affecte presque ^{toutes les}

preparations.

^{Par contre}

si la

pression

^redevient

6gale

^{a 10-7}

^torr,

^{on ne}

retrouve pas ^les

propri6t6s premi6res :

1’evolution

- est irreversible. On

peut

done dire que le

temps

^de

rearrangement

^{est inf6rieur au}

temps

^{des mesures}

(1

^h

1/2 environ)..

"2.1. OR. ^- Les deux familles de courbes obte-

nues avec l’or 6voluent de

f aqon

^tres différente.

Les mesures eff ectuees sur des couches

preparees

^a

des vitesses

6gales

^ou

superieures

^a

0,1 Ajs (fig. 1)

ne

présentent,

^en fonction du

temps

^ou

de

_{la pres-}

sion,

^aucune modification sensible. Ce fait a

d6jh

ete

signale [3].

Par contre les couches

preparees

^{tres lentement}

subissent des variations tres

importantes (fig. 6).

On observe ^une diminution

d’absorption,

^{avec un}

tres

16ger glissement

^en

fréquence,

^vers les courtes X pour certaines couches. L’extremum du facteur de transmission subit des variations

atteignant

^{10 à}

15

%.

Cette evolution

souligne

^encore la difference existant entre les couches

preparees

^tr6s

lentement,

et celles

preparees plus rapidement.

FIG. 6.

2.2. ARGENT. - Le cas de 1’evolution de

l’argent

a

d6ja

ete étudié

[14], [7]

^{dans le visible}

jusqu’a

4 000

A.

Trois faits

importants apparaissent

^ici

(fig. 7) :

FIG. 7.

a)

^{le trou de}

transparence

^est

plus

^absorbant

apres

^la remont6e de

pression,

^{mais sans}

glisse-

ment ^en

frequence (courbes

^{en traits}

discontinus) ; b)

^{la bande}

d’absorptiorl

^{anormale se}

d6place

vers les

grandes longueurs d’onde ;

c)

^{le maximum}

d’absorption

anormale varie dif-

774

féremment,

^suivant

J’épaisseur

^{de la} couche. Les

depots

^les

plus

^{minces sont moins} absorbants

apres

la remont6e de

pression,

^{c’est le contraire}

qui

^se

produit

^{avec les}

plus epais.

^’

2.3. CUIVRE. ^- Le cuivre 6tant un metal beau- coup

plus

^{altérable que 1’or et}

l’argent,

les couches les

plus

^minces deviennent

transparentes apres

^la

remont6e de

pression.

Comme dans le cas de

1’argent

^{la variation} du facteur de transmission

depend

du domaine

spectral.

^{Dans le cas des deux}

vitesses

6tudi6es, plusieurs points

concordants

apparaissent (fig.

^{8 et}

9).

Lors de la remont6e de

pression :

FIG. 8.

FIG. 9.

a)

^le minimum de transmission dans le violet

s’estompe ;

b)

^{le trou de}

transparence

^{situe entre 5 500 et}

6 000

A

ne se

d6place pratiquement

pas ^en fr6- quence, ^et la couche devient encore

plus transpa- rente ;

c)

^{la bande}

d’absorption

^{anormale est}

repouss6e

vers les

grandes longueurs d’onde ;

d)

^{cette bande}

s’élargit après

la remontee de

pression.

^La diminution

d’absorption

^{de 1’extre-}

mum est bien moins accentu6e sur les

depots 6pais

que ^sur les minces. Par contre le

comportement

dans

l’infrarouge

diff6rencie encore les deux familles de courbes. Pour une

longueur

^d’onde

donn6e de cette

region spectrale

^et pour v ⁼

0,3 A/s

Ie facteur de transmission

croit, lorsque

^la

pression

remonte a 10-2

torr,

tandis que pour v ⁼

0,02 A/s

il diminue.

De meme dans la

region violette, I’augmentation

de facteur de transmission est

plus nette,

^autour

de T ⁼ 60

%

par

exemple,

pour les couches

pr6- par6es

a vitesses tres lentes

(fig. 9)

que pour les autres

(fig. ^8).

Enfin,

^la

figure

¹⁰

repr6sente

^les résultats rela- tifs a deux couches de cuivre

preparees

tres lente-

ment,

^mais

plus épaisses

que celles

correspondant

a la

figure

^{5. On retrouve comme il a ete dit}

plus

haut les

caractéristiques

^des

depots

eff ectues

rapi-

dement.

FIG. 10.

On voit donc que ^toutes les

couches, exception

faite des couches d’or

preparees

^«

rapidement

»,

evoluent de

façon

notable lors de leur _{passage à} des

pressions

^{voisines de 10-2 torr. Les}

ph6nom6nes

se

produisant

^{sur un meme}

depot

font varier dans des sens différents le facteur de transmission sui- vant le domaine

spectral

^{utilisé. Des}

analogies apparaissent

^{entre les} trois m6taux

étudiés ;

par

exemple

^{le trou de}

transparence

^de

Fargent

^a

3

200 _Å.

et celui du cuivre a 3 000

A

6voluent de la meme

fagon (fig.

^{7 et}

^9).

^La

^{region comprise}

^entre

3 000 et 5 000

(fig. 9)

pour le cuivre ^{a un} compor- tement

analogue

a celui de 1’or

(fig. 6) ;

^{le maxi-}

mum

d’absorption

^{subit des}

deplacements

compa- rables dans le ^cas de

1’argent (fig. 7)

^{et du cuivre}

(fig.

^{8 et}

9).

IV. Conclusion. ²⁰¹³ Les résultats

exp6rimentaux

présentés

^{dans cet article montrent} que, dans le domaine des

longueurs

^d’onde

comprises

^entre

775

2 000 et 12 000

A,

les m6taux du groupe IB de la classification

p6riodique, pris

^{en couches}

minces, présentent plusieurs

^domaines

d’absorption.

^Ces

domaines sont

s6par6s

^dans

plusieurs

^cas par des trous de

transparence, apparaissant

^{des les}

plus

faibles

6paisseurs

^{dans le cas de}

l’argent.

La vitesse de formation des

depots

^s’est

révélée,

dans ce domaine

d’épaisseurs

^{tres faibles}

(infe-

rieures 16

plus

^{souvent a 50}

A),

^{etre un facteur}

d6terminant _{pour les}

propri6t6s optiques,

^donc

vraisemblablement _pour la structure. L’or et le cuivre subissent des modifications certaines

lorsque

la vitesse de

depot

^{est r6duite a}

quelques

^10-2

A/s.

On

peut

penser que les couches

preparees

^tres

lentement sont

beaucoup plus

divisees que les

depots

couramment obtenus. Par contre

1’argent

^ne

semble pas subir de modifications d6celables _par la

mesure du facteur de transmission.

Ces

résultats,

^{a savoir}

propri6t6s

^{sous vide des}

couches

préparées

^a des vitesses

différentes,

^6volu-

tion lors de la remont6e de la

pression,

^ne

peuvent

pas etre

interprétés

^{a 1’aide} des seuls modes

d’absorption classiques.

A la notion d’oscillations collectives

d’électrons,

^sous l’action de 1’onde inci-

dente,

^{il faut}

ajouter

celle de transitions inter-

bandes. Malgré cela,

^les

regions d’absorption

^des

couches preparees

^tres lentement different nota- blement des domaines

pr6vus

^a

partir

^{des cons-}

tantes

optiques

^{du metal massif.}

La notion de bandes

d’énergie permises

^{ou inter-}

dites et de densite d’6tats a l’int6rieur des

bandes,

rend

parfaitement compte

^des

ph6nom6nes

^obser-

v6s : existence d’une

absorption anormale, possi-

bilit6 d’électrons

libres,

transitions

optiques.

^Les

résultats relatifs a cette

interpretation

^feront

l’objet

^{d’un tr6s}

prochain

^article.

Manuscrit regu ^{le 23} juin ^1965.

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