Etude expérimentale de l'émission électronique secondaire de cibles minces de carbone sous l'impact de projectiles rapides : ions lourds, ions hydrogène (atomiques, moléculaires, ou sous forme d'agrégats)

Experimental study of secondary electron emission from thin carbon films under swift projectile impacts: heavy ions, atomic hydrogen, molecular and cluster hydrogen ions

• Auteur / Autrice : Annick Billebaud
• Direction : Jean-Claude Poizat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Physique nucléaire
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Claude Poizat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cibles (physique nucléaire)

Émission électronique

Émission ionique secondaire

Interactions d'ions lourds

Bombardement ionique

Résumé

Le theme central de ce travail est l'etude de l'emission electronique par les surfaces d'une cible solide mince lorsqu'elle est traversee par des projectiles charges rapides. Le ralentissement dans la matiere d'un ion rapide se fait essentiellement par des processus d'interaction inelastiques avec les electrons du milieu (ionisations, excitations): ce transfert d'energie aux electrons du solide est a l'origine du phenomene d'emission electronique secondaire. La description phenomenologique et theorique de ce phenomene fait l'objet du premier chapitre. Nous nous sommes interesses a l'emission electronique de feuilles minces de carbone bombardees par differents types de projectiles. La mesure de l'emission electronique induite par l'impact d'agregats d'hydrogene entre 40 et 120 kev/proton fait l'objet du second chapitre. Ces projectiles, constitues de plusieurs atomes, nous ont permis de mettre en evidence et d'etudier les effets collectifs d'une telle interaction. Nous avons etendu notre etude de l'emission electronique a des projectiles d'hydrogene moleculaire et atomique, ainsi qu'a des ions hydrogene negatifs, a des energies inferieures a 2 mev: grace a la mise au point d'un dispositif experimental permettant de mesurer la statistique des electrons secondaires, nous avons pu etudier, entre autres, le role joue par les electrons du projectile sur l'emission d'electrons. Nous decrivons cette experience dans le chapitre trois. Enfin, le chapitre quatre decrit la mesure de rendements electroniques induits par des ions argon tres energetiques (13 mev/u) et hautement charges delivres par la sortie moyenne energie (sme) du ganil de caen, que nous avons analysee dans le cadre d'un modele semi-empirique de l'emission electronique secondaire. L'ensemble de ces experiences apporte de nouveaux resultats sur l'interaction de projectiles composes de plusieurs constituants avec la matiere, ainsi que sur les consequences d'importants depots d'energie dans les solides