Réponse diélectrique de surface des phonons optiques d'un film de cristal ionique

(Reçu le 18 décembre 1992, accepté sous forme définitive le 24 février 1993)

Abstract
The paper begins with a short review on the theory of the surface dielectric response function of optical phonons in thin films, which is an important quantity for the understanding of various surface phenomena. The dielectric response of surface phonons to infra-red excitations is analysed with some details for two test cases: a SiO ₂(0001) self-supported film and NaCl(001) slabs on a thick Ge substrate. The results obtained from lattice-dynamics calculations for short wave vectors are compared with the predictions of electrostatics. The latter is shown to provide a valuable description - at the level of the energy resolution achieved today in electron-energy-loss spectroscopy - of the surface dielectric response function, even for the thinnest films (11 Å) considered in this paper.

Résumé
L'article commence par une dérivation rapide de la fonction de réponse diélectrique de surface des phonons optiques d'un film. Cette fonction de réponse est une grandeur fondamentale des matériaux qui intervient dans l'étude de nombreux phénomènes de surface. La réponse diélectrique des phonons de surface est analysée avec détail pour deux systèmes modèles : (a) un film de SiO ₂(0001) auto-supporté et (b) des couches de NACl(001) sur un substrat massif de Ge. Les résultats que donne la dynamique cristalline pour ces deux systèmes sont comparés aux prédictions d'une approche basée sur l'électrostatique. On montre ainsi qu'à l'échelle des résolutions en fréquence couramment atteintes en spectroscopie de perte d'énergie d'électrons, l'électrostatique fournit une description valable de la réponse diélectrique de surface à grande longueur d'onde, même pour les films les plus minces examinés ici (11 Å).