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Concept
Diffraction d’électrons lents
Résumé
La diffraction d'électrons lents (low-energy electron diffraction, LEED) est une technique de détermination de la structure cristalline d'une surface par bombardement à l'aide d'un faisceau monochromatique et collimaté d'électrons lents (20-200 eV) dont on observe la figure de diffraction sur un écran fluorescent.
Le LEED peut être utilisé de deux façons :
Qualitativement : la figure de diffraction est observée sur l'écran et la position des spots donne des informations sur la symétrie de la structure atomique en surface. En présence d'éléments adsorbés de façon périodique sur le réseau, l'analyse qualitative peut révéler des informations sur la taille et la position des adsorbats par comparaison avec la figure du cristal pur.
Quantitativement : les intensités des spots peuvent être mesurées en fonction de l'énergie des électrons incidents et donnent une courbe intensité-tension. Par comparaison avec une courbe théorique, on peut remonter avec précision à la position des atomes sur la surface.
C'est Louis de Broglie vers 1924 qui a introduit la possibilité de la diffraction des électrons, via sa théorie de la dualité onde-corpuscule. De Broglie a proposé que la longueur d'onde correspondant à une particule d'impulsion p est donnée par =h/p , où h est la constante de Planck.
L'hypothèse de de Broglie a été confirmée par l'expérience aux Bell Labs en 1927 quand Clinton Davisson et Lester Germer ont bombardé des électrons de basse énergie sur une surface cristalline de nickel et ont observé que la dépendance angulaire de l'intensité du faisceau d'électrons rétrodiffusés montraient une figure de diffraction. Ces observations corrélaient la théorie de la diffraction par un réseau cristallin de rayons X par Bragg et Laue quelques années plus tôt, dont la nature d'onde électromagnétique était reconnue, contrairement aux électrons alors considérés comme des particules avant l'hypothèse de Louis de Broglie.
Davisson et Germer ont publié leur expérience de diffraction électronique dans le journal Nature et dans Physical Review en 1927.
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Proximité ontologique