Rev. Phys. Appl. (Paris) 11, 1-11 (1976)
DOI: 10.1051/rphysap:019760011010100

Diffraction des électrons lents

D. Aberdam

Laboratoire de Spectrométrie Physique, Université Scientifique et Médicale de Grenoble, B. P. 53, 38041 Grenoble Cedex, France

Abstract
The basic ideas and possibilities of application of Low Energy Electron Diffraction (L. E. E. D.) are briefly reviewed. The geometry of the diffraction pattern is due to conservation rules together with the periodicity of the crystal surface. The intensity of the diffracted beams is governed by the electron-solid interaction and the multiple scattering effects. The muffin-tin model allows us to split the problem into four parts : • Scattering by ion-cores ; • Propagation in a constant potential medium, accounting for the many body interactions of the electron with the electron gas ; • Scattering by the surface potential barrier ; • Self-consistent calculation of the effective wave field. Possibilities of application are large. L. E. E. D. is a powerful method for surface characterization, sensitive to long rang order. It is a necessary complement to the methods suited for the chemical determination of the atoms on a surface, such as Auger electron spectroscopy or X-ray photoelectron spectroscopy. Applications to surface crystallography are still limited to simple superstructures. The analyses are far too much expensive. A suitable choice of the experimental basis should probably reduce their cost to a level manageable for many laboratories.

Résumé
Les fondements et les possibilités d'application de la Diffraction des Electrons Lents (D. E. L.) sont passés rapidement en revue. La géométrie de la figure de diffraction résulte de lois de conservation et de la périodicité de la surface. L'intensité des faisceaux diffractés résulte de l'interaction électron-solide et des effets de diffraction multiple. Grâce au modèle muffin-tin , on peut séparer le problème en plusieurs parties : • Diffusion par le potentiel des coeurs ioniques ; • Propagation dans un milieu à potentiel constant effectif, traduisant les interactions à N corps dans le gaz d'électron ; • Traitement de la barrière de potentiel en surface ; • Construction du champ d'onde effectif pour le calcul des intensités. Les possibilités d'application sont nombreuses : la D. E. L. est un puissant outil de caractérisation, sensible à l'ordre à grande distance, complément nécessaire aux méthodes d'identification chimique des atomes de surface. En cristallographie des surfaces, les possibilités sont encore limitées aux surstructures simples. Le coût des analyses est probablement très surfait. Un bon choix de la base expérimentale devrait le rendre accessible à la plupart des laboratoires.

PACS
6114H - Low-energy electron diffraction (LEED) and reflection high-energy electron diffraction (RHEED).

Key words
LEED -- Diffraction pattern -- Calculation methods -- Approximate method -- Application -- Specular reflection -- Crystallography -- Superstructure -- Long-range order