Emissions optiques du fer, du chrome et de leurs oxydes

La technique SIPS (Sputter Induced Photon Spectroscopy) est utilisée pour l’analyse des émissions optiques issues de la désexcitation des produits pulvérisés des surfaces sous l’action des Kr+ de 5 keV. Les expériences sont menées sous vide (10-7 torr) et sous une atmosphère d’oxygène (5.10-6 et 10-5 torr) sur le fer massif et poudre et le chrome poudre et puis sous vide sur leurs oxydes : l’hématite Fe2O3, la magnétite Fe3O4 et l’eskolaite Cr2O3. Les spectres observés présentent des séries de raies fines, toutes identifiées à des transitions entre les niveaux des atomes neutres de Fe respectivement de Cr. Les raies montrent une augmentation d’intensité dans le cas des métaux oxygéné. Cette intensification suggère la formation d’une couche d’oxyde sur la surface du métal caractérisée par une nouvelle structure de bandes. Le modèle d’échange d’électron entre l’atome pulvérisée dans un état excité et les niveaux électroniques du métal permet de bien expliquer le comportement des raies observées et de suggérer des valeurs d’énergie pour le gap et l’affinité électronique des couches d’oxyde formées sur le fer et sur le chrome ainsi que pour leurs oxydes respectifs.