Comptes Rendus
Theory of dielectric screening and electron energy loss spectroscopy at surfaces
[Théorie de l'écrantage diélectrique et de la spectroscopie de perte d'énergie pour une surface]
Comptes Rendus. Physique, Volume 10 (2009) no. 6, pp. 560-574.

Nous présentons une vue d'ensemble des techniques théoriques pour la description des processus de perte d'énergie des électrons dans une géométrie de réflexion. Nous partons d'une représentation fondamentale du tenseur de susceptibilité diélectrique du cristal semi-infini, et nous montrons comment l'écrantage est modifié par la présence de la surface. Nous présentons aussi un nouveau formalisme qui améliore les techniques existantes de modélisation des pertes d'énergie, prend pleinement en compte la dépendance en q, et la non-localité. L'impact de la non-localité, des effets de champs locaux et d'autres effets à plusieurs corps est discuté. La théorie est illustrée par des calculs explicites pour la surface GaAs(001)–c(4×4).

We present an overview of theoretical techniques for describing electron energy loss processes in a reflection geometry. We start from a fundamental representation of the dielectric susceptibility tensor of the semi-infinite crystal, and illustrate how the screening becomes modified by the presence of the surface. A new formalism is also presented which improves upon existing techniques for modeling energy loss, is fully q-dependent, and accounts for nonlocality. The impact of nonlocality, local field effects and other many-body effects is discussed. The theory is supported by some explicit calculations on the GaAs(001)–c(4×4) surface.

Publié le :
DOI : 10.1016/j.crhy.2009.03.015
Keywords: EELS, HREELS, Local field effects, Surfaces
Mot clés : EELS, HREELS, Effets de champs locaux, Surfaces

Conor Hogan 1 ; Maurizia Palummo 1 ; Rodolfo Del Sole 1

1 European Theoretical Spectroscopy Facility (ETSF), CNR-INFM-SMC, and Department of Physics, University of Rome “Tor Vergata”, Via Della Ricerca Scientifica 1, 00133 Rome, Italy
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Conor Hogan; Maurizia Palummo; Rodolfo Del Sole. Theory of dielectric screening and electron energy loss spectroscopy at surfaces. Comptes Rendus. Physique, Volume 10 (2009) no. 6, pp. 560-574. doi : 10.1016/j.crhy.2009.03.015. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2009.03.015/

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