Evaporation de champ d'ions cesium sur une surface liquide : approche physique dans le cas metallique et non metallique

par LAURENT ROUSSEL

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Christian Colliex.

Soutenue en 2001

à PARIS 11, ORSAY .

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  • Résumé

    Dans le domaine de la spectrometrie de masse d'ions secondaires, l'evolution des instruments vers des analyses de plus grandes resolution spatiale et sensibilite passe notamment par l'emploi de sondes ioniques plus performantes. Un type de sondes particulierement attractif met en jeu des ions cesium, qui favorisent la formation d'ions secondaires negatifs, et un mecanisme emissif quasi ponctuel par evaporation de champ a partir d'un film liquide. Si la faisabilite de telles sondes a ete montree, elles restent a ce jour complexes et insuffisamment comprises pour rejoindre l'industrie. Notre etude s'est attachee a apporter une meilleure connaissance de deux types de sources d'ions cesium ponctuelles : a compose ionique liquide (licis) et a metal liquide (lmis). Pour les licis au cesium, encore tres jeunes, nous cherchons une meilleure comprehension de ses mecanismes physico-chimiques. A l'aide d'une analyse microscopique des sels de cesium sous vide, nous montrons la presence indesirable, lors de l'emission ionique, de segregations de phases ainsi que de degazages et de vibrations mecaniques lies a l'hygroscopie du compose. Ces derniers sont bien reduits par de nouveaux modes de preparation et d'operation. Une analyse thermique a debouche sur une nouvelle geometrie de l'emetteur et une duree de vie portee a 40 heures. Du cote des lmis au cesium, nous realisons un dispositif original, qui permet d'une part de preparer la source in situ par transfert du metal liquide a partir d'une ampoule scellee, et d'autre part de bombarder la pointe de la lmis par les ions argon d'une source annexe integree. Pendant l'operation de la lmis, l'analyse des interfaces cs-pointe et cs-vide par microscopie ionique revele la promotion du mouillage de pointe et l'elimination des surfaces de cesium contaminees par l'exposition au faisceau d'ions argon. Une stabilite emissive acceptable, une maitrise de la contamination et une grande duree de vie (>200 heures), sont mis en evidence.


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Informations

  • Détails : 140 p.
  • Annexes : 70 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
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