Irradiation du carbone amorphe deutere : un materiau de transition

par FRANCK PAWLAK

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Eric Paumier.

Soutenue en 1997

à Caen .

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  • Résumé

    Ce memoire presente l'irradiation de films minces de carbone amorphe deutere (a-c:d) par des ions lourds rapides. A grande energie, une particule chargee subit principalement des collisions inelastiques avec les electrons du milieu traverse, les collisions elastiques avec les noyaux de la matiere sont alors negligeables. Les pertes d'energie sur les electrons sont donc responsables du ralentissement de l'ion dans la matiere ; il en resulte la creation de defauts formant une trace le long de la trajectoire de la particule. Comment cette energie deposee sur les electrons peut-elle conduire a la formation de traces dans le reseau atomique ? pourquoi certains materiaux sont-ils sensibles au ralentissement electronique, et d'autre non ? afin de repondre a ces questions, nous avons irradie deux types de carbone amorphe deutere. L'un, dit de type dur, est proche d'un materiau inorganique ; l'autre, dit de type mou, est proche d'un materiau organique. Dans les deux materiaux, un fort effet du ralentissement electronique fut mis en evidence par des mesures successives d'analyses nucleaires et de spectrometrie d'absorption infrarouge. Cet effet est toutefois moins important dans le a-c:d dur que dans le a-c:d mou et se traduit dans les deux materiaux par l'effusion de deuterium. L'absorption d'hydrogene et une diminution d'epaisseur sont en plus observees dans le a-c:d mou. Plusieurs modeles d'endommagement furent testes pour comprendre la formation de traces dans le materiau irradie, dont le modele de la pointe thermique. Dans ce modele, l'energie deposee sur les electrons est transferee au reseau atomique par couplage electrons-atomes ; l'elevation de temperature qui en resulte pouvant provoquer la fusion du materiau, la trempe par contact thermique avec les regions froides du materiau serait alors responsable de l'endommagement observe. Ainsi, avec ce modele avons-nous pu reproduire les rayons de traces mesures dans les deux materiaux irradies.


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Informations

  • Détails : 237 P.
  • Annexes : 110 REF.

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  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque universitaire Sciences - STAPS.
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