Exposé critique des diverses théories actuelles de la diffraction des électrons lents

Résumé En Fr

Critical review of LEED theories. This is a critical review of the different theories of LEED so far put forward. The first theory is due to Bethe and can be throught of as an extansion of the theory of bands in metals ; the effect of the atoms of the crystal on the incident electrons is taken into account through the introduction of a static triperiodic potential in Schrödinger's equation. In spite of its conceptual simplicity, this theory is not much reliable as far as the treatment of the surface is concerned. In multiple scattering theories the atoms of the surface can have a diffraction power different from that of the atoms of the bulk. This model can exhibit some very interesting results ; especially, it includes all kinds of surface resonances. Nevertheless, it seems now that the most promizing theory is the one produced by Duke and coworkers, based on Quantum electrodynamics. This model is able to include absorption effects in a non phenomelogical way which is of great interest since these effects are surely predominant in the diffraction process of the electrons.

Les hypothèses sur lesquelles reposent ces théories sont explicitées et critiquées. La première en date de ces théories est une extension de la théorie des bandes d'un métal ; l'effet du cristal sur la fonction d'onde des électrons incidents y est représentée par un potentiel triplement périodique dans l'équation de Schrödinger. Bien que conceptuellement simple, cette théorie repose sur des hypothèses peu réalistes, notamment en ce qui concerne la représentation de la surface du cristal. Dans les théories dites « multiple scattering » on tient compte de tous les processus élémentaires de diffraction par les atomes individuels. Ceci permet par conséquent d'attribuer aux atomes de surface des pouvoirs diffractants différents de ceux des atomes du volume du cristal et de remédier aux inconvénients des théories précédentes. Ce modèle permet de mettre en évidence certaines variations de l'intensité diffusée effectivement observées expérimentalement. Il semble toutefois que la seule façon satisfaisante d'aborder le problème de la diffraction des électrons lents par les atomes d'un cristal réside dans l'utilisation des méthodes de calcul de l'électrodynamique quantique. Cette approche permet en particulier d'inclure de façon non phénoménologique, les divers processus d'absorption subis par les électrons dans le cristal. C'est d'ailleurs dans cette voie que s'orientent la plupart des recherches à l'heure actuelle.