Statistique des echauffements sous microfaisceau d'ions legers : mesures, theories et effets physiques

par GILLES PLUMEREAU

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de JEAN-PAUL DURAUD.

Soutenue en 1998

à Paris 11 .

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  • Résumé

    Les microfaisceaux (dimensions de l'ordre du micron) d'ions legers de quelques mev, tels que ceux obtenus au laboratoire pierre sue (cea/cnrs), sont utilises pour determiner la composition chimique a l'echelle du micron de divers types de materiaux. Les interactions entre les ions du faisceau et les atomes de l'echantillon produisent - mis a part les processus necessaires a l'analyse - des effets secondaires tels que la pulverisation des elements constituant l'echantillon. Le but de cette these est l'etude de l'un de ces effets - peu etudies jusqu'a present - qu'est l'echauffement produit par le freinage total ou partiel des ions dans l'echantillon. Des mesures locales a l'aide de microthermocouples deposes sur l'echantillon ont ete effectuees in situ. Ces mesures nous ont permis d'observer des echauffements moyens - en accord avec la theorie - de l'ordre de 10 k/mw a 10 micrometres de l'impact d'un faisceau typique sur des echantillons peu conducteurs thermiques comme le verre. Cependant, une decouverte majeure de ce travail est la mise en evidence de l'existence de fluctuations de l'echauffement dues a celles du courant de faisceau. La mesure de ces fluctuations a montre que ces dernieres pouvaient avoir des consequences importantes vis a vis des effets physiques induits. En effet, nous avons pu observer des echauffements instantanes 10 fois plus importants pendant une duree typique de l'ordre de 10ms a proximite immediate du faisceau. Une resolution statistique de l'equation de la diffusion de la chaleur nous a permis de decrire le comportement de ces fluctuations et d'expliquer la raison de leur eventuelle domination sur l'echauffement moyen a proximite du faisceau. La presentation des resultats sur l'echauffement constitue les deux premieres parties de la these. Dans la troisieme et derniere partie, nous avons montre un effet physique induit par l'echauffement sous faisceau : celui de la vaporisation d'une fine couche de zinc deposee sur une plaquette de verre.


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Informations

  • Détails : 243 P.
  • Annexes : 37 REF.

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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-013871
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