Rev. Phys. Appl. (Paris) 24, 515-527 (1989)
DOI: 10.1051/rphysap:01989002405051500

Détermination du travail de sortie par comparaison des distributions énergétiques des ions secondaires

Marc Bernheim

Laboratoire de Physique des Solides associé au CNRS (LA 002), Université Paris-Sud, Bât. 510, 91405 Orsay, France

Abstract
The increase of the secondary ion yields during superficial chemical reactions is often followed by modifications of the ion energy distributions. However, in most cases, when immersion electrostatic lenses are used to collect the secondary ions, the shape of distribution curves stays nearly constant for the ions ejected with very low initial energies. Therefore the only measured variations are shifts directly related to the change of the sample work function. Different experimental situations, related to the cesium adsorption, establish the accuracy of this work function determination : precision better than 0.1 eV can easily be reached using an energy dispersive spectrometer. An experimental method is proposed to extend this accurate comparison to the energy distributions of different ion species.

Résumé
L'accroissement des rendements d'émission ionique dans des réactions chimiques superficielles s'accompagne souvent de modifications des distributions énergétiques des ions secondaires. Mais les exemples rapportés ici montrent que, lorsque la collecte des ions secondaires est assurée par des optiques électrostatiques à immersion, la forme des distributions des ions de très basse énergie initiale est conservée. Les seules variations observées se limitent alors à des décalages qui résultent directement des variations de travail de sortie. Ainsi, au cours d'une fixation de césium par exemple, la comparaison des positions des distributions énergétiques successives des ions négatifs permet une détermination des variations de travail de sortie à mieux que 0,1 eV près, précision bien supérieure à celle que laisserait supposer la seule bande passante du spectromètre. Un réglage instrumental est proposé pour faciliter des comparaisons très précises des distributions énergétiques d'espèces ioniques différentes.

PACS
7330 - Surface double layers, Schottky barriers, and work functions.
7920N - Atom , molecule , and ion surface impact and interactions.

Key words
copper -- ion surface impact -- secondary ion emission -- work function -- secondary ion energy distributions -- superficial chemical reactions -- immersion electrostatic lenses -- distribution curves -- energy dispersive spectrometer -- Cu -- Cs