Mise au point d'un détecteur 3D optique pour sonde atomique tomographique

par Ludovic Renaud

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Didier Blavette.

Soutenue en 2001

à sciences des matériaux .


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  • Titre traduit

    Implementation of an optical position sensitive detector for tomographic atom probe.


  • Résumé

    La sonde atomique tomographique est un instrument de mesure quantitatif, à l'échelle atomique. Cet instrument permet la reconstruction en trois dimensions, atome par atome, d'un petit volume de matière sondé (10 mm x 10 mm x 50 nm) d'un matériau métallique. L'échantillon est préparé sous la forme d'une pointe de faible rayon de courbure. Sous l'effet d'impulsions haute-tension, les atomes de la surface sont évaporés par effet de champ et projeté sur un détecteur. Ce détecteur permet la localisation des impacts en synchronisme avec la mesure des temps de vol. Chaque impulsion d'évaporation cause l'évaporation de quelques ions (0 à 10). Ces ions peuvent frapper le détecteur en même temps ou avec des temps de vol différents de quelques nanosecondes. Le système de détection doit être capable de localiser et d'identifier l'ensemble de ces ions. Ce travail de thèse est consacré à la mise au point d'un tel détecteur. Ce détecteur est constitué d'un assemblage de galettes de micro-canaux, d'un écran phosphorescent et d'une caméra CCD. Le dépôt conducteur de l'écran phosphorescent est découpé en un réseau de bandes électriquement indépendantes les unes des autres. L'arrivée d'un ion engendre en sortie des galettes une gerbe d'électrons. Cette gerbe est accélérée jusqu'à l'écran phosphorescent segmenté où elle produit un signal lumineux. Les électrons collectés sur une des bandes engendrent un signal électrique qui sert de " stop " à la mesure des temps de vol. La caméra CCD, placée derrière, enregistre les impacts lumineux. L'association entre les temps mesurés sur le réseau de bandes et les positions enregistrées par la caméra est alors immédiate. L'essentiel de ce rapport est consacré à la description de la mise au point de ce détecteur. Ses performances sont étudiées au travers de l'étude de son rendement de l'imagerie. Ce rendement est défini comme le rapport entre le nombre d'ions évaporés et le nombre d'ions présents dans le volume reconstruit.

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Informations

  • Détails : 173 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. : 111 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Rouen. Service commun de la documentation. Section sciences site Madrillet.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 01/ROUE/S034
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