Etude experimentale de l'interaction rasante d'atomes et d'ions sur des surfaces isolantes

par JEROME VILLETTE

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de PHILIPPE RONCIN.

Soutenue en 2000

à Paris 11 .

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  • Résumé

    Ce manuscrit rapporte differentes etudes experimentales de collisions sous incidence rasante rasantes (<3 deg. ) d'atomes et d'ions de h +, ne +, ne 0, na + a des energies voisines du kev avec une surface mono-cristalline d'isolant ionique, le fluorure de lithium lif(100). Le faisceau incident est pulse et les particules diffusees sont recueillies sur un detecteur sensible en position procurant les sections efficaces differentielles tandis que temps de vol determine la perte d'energie. L'analyse de l'etat de charge se fait par un deflecteur electrostatique. Les electrons secondaires sont detectes en coincidence permettant une mesure de leur temps de vol et donc de leur energie. On mesure egalement le rendements d'emission electronique et la distribution angulaire. La structure electronique de ce type de cible, caracterisee par la presence d'une large bande interdite, affecte profondement les mecanismes d'echange de charge, d'excitation electronique et d'emission electronique. Ces etudes mettent en evidence la creation de d'etats excites de la cible excitons de surface qui contribuent fortement au pouvoir d'arret. La neutralisation auger des ions he + et ne + est accompagnee de la population d'excitons delocalises sur deux lacunes electroniques : des trions. L'energie de liaison de ces etats est directement determinee a partir des bilans d'energie. Deux mecanismes de perte d'energie nucleaire sont egalement mesures. Ces processus impliquent un transfert de moment soit vers un seul atome de la cible lors de collisions rapprochees (collisions binaires) soit, si le projectile est charge, vers les modes collectifs de phonons optiques par l'intermediaire du champ coulombien du projectile. L'effet observe de la temperature sur le profil de diffusion, la contribution des defauts topologiques de la surface au profil de perte d'energie et a l'effet ricochet sont analyses par des simulations de trajectoire classique.


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Informations

  • Détails : 172 p.
  • Annexes : 117 ref.

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