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L’analyse par faisceaux d’ions sur ARAMIS

Le groupe SEMIRAMIS dispose avec l’accélérateur ARAMIS d’un outil performant d’analyse par faisceaux d’ions. Les deux modes de fonctionnement de cet appareil (Tandem et Van de Graaf) ainsi que la gamme de tensions accessible sur la machine, permettent de mettre en œuvre les techniques d’analyse suivantes :

  • La RBS (Rutherford Backscattering Spectrometry) est basée sur la physique de la diffusion élastique entre un ion incident (typiquement un atome d’hydrogène ou d’hélium à 2MeV) et le noyau des atomes de la cible. L’énergie de la particule rétrodiffusée est donc une signature de l’interaction qui permet de remonter à la nature et à la distribution en profondeur des atomes de la cible sur plusieurs microns de profondeur. La RBS permet de doser de faibles quantités d’éléments, jusqu’à 100 ppm dans le cas d’un élément lourd dans une matrice plus légère. Combinée dans le cas de matériaux cristallins avec des études en canalisation, elle donne des informations sur la structure cristalline, la qualité de la cristallinité ainsi que la nature des défauts présents. Une des limitations de la RBS est son manque de sensibilité vis-à-vis des éléments légers. Voir aussi... et encore

Spectre RBS d'une couche obtenue par co-évaporation de Pb, Sr, Ti, et O (spectre réalisé avec des ions He de 1.4MeV)

  • L’ERDA (Elastic Recoil Detection Analysis) : Dans ce cas, on ne mesure plus la rétrodiffusion des ions projectiles, mais les atomes de recul des atomes cibles sous l’impact des ions plus lourds du faisceau d’analyse. Cette technique permet d’obtenir un spectre de distribution en profondeur des éléments légers comme l’hydrogène. C’est une technique d’analyse complémentaire à la RBS bien que ces performances en termes de résolution et de sensibilité soient inférieures à la RBS. Voir aussi...
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Goniomètre 4 directions de déplacement pour la caractérisation par faisceaux d'ions

  • L’analyse PIXE : On mesure les rayons X émis par l’interaction d’un faisceau de protons de quelques MeV avec un échantillon. Ceci permet de définir sa composition élémentaire. La force de cette technique est sa sensibilité. Elle permet de détecter des éléments trace de l’ordre du ppm, pour les Z>3. Voir aussi... et encore

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