Article interactif

1 - INTERACTION ION/MATIÈRE

2 - MISE EN ŒUVRE – PRINCIPE EXPÉRIMENTAL

3 - CONCLUSION

4 - GLOSSAIRE

5 - SIGLES, NOTATIONS ET SYMBOLES

Article de référence | Réf : M4395 v2

Faisceaux d’ions - Théorie et mise en œuvre

Auteur(s) : Erwan OLIVIERO

Date de publication : 10 déc. 2021

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

NOTE DE L'ÉDITEUR

Cet article est la version actualisée de l’article intitulé « Faisceaux d’ions. Théorie et mise en œuvre » rédigé par Franck FORTUNA, Erwan OLIVIERO et Marie-Odile RUAULT et paru en 2009.

22/12/2021

RÉSUMÉ

En produisant et en accélérant des particules chargées, il est possible de créer des faisceaux d’ions. La maîtrise de ces faisceaux d’ions et la compréhension de leur interaction avec la matière ont permis le développement de nombreuses applications, pour la synthèse et la modification contrôlée de matériaux, mais également pour l’analyse structurale et chimique de systèmes complexes. Cet article présente dans un premier temps les phénomènes physiques impliqués dans l’interaction ion-matière, puis explique la mise en œuvre des faisceaux d’ions et donne finalement des exemples de dispositifs expérimentaux.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Ion beams - Theory and implementation

By producing and accelerating charged particles, it is possible to create ion beams. The mastering of these ion beams and the understanding of their interaction with matter have enabled the development of numerous applications for the synthesis and controlled modification of new materials, but also for the structural and chemical analysis of complex systems. This article first presents the physical phenomena involved in the ion-matter interaction, then explains the implementation of ion beams and finally gives examples of experimental devices.

Auteur(s)

  • Erwan OLIVIERO : Institut Charles Gerhardt Montpellier (ICGM), CNRS, université de Montpellier, France - cet article est la version actualisée de l’article intitulé « Faisceaux d’ions. Théorie et mise en œuvre » rédigé par Franck FORTUNA, Erwan OLIVIERO et Marie-Odile RUAULT et paru en 2009.

INTRODUCTION

Les faisceaux d'ions peuvent être vus comme un outil polyvalent permettant d’aborder, aussi bien la synthèse de nouveaux matériaux, que l’analyse structurale et chimique de systèmes complexes. Leur emploi apporte un paramètre supplémentaire à l’expérimentateur pour parcourir les diagrammes de phases : le système restant figé (à la manière d’une trempe) dès que l’on coupe le faisceau.

Après une présentation des phénomènes physiques impliqués (pouvoir d’arrêt, création de défauts), nous aborderons ici la mise en œuvre des faisceaux d’ions (production, tri en masses, dispositifs expérimentaux).

Nous distinguerons par la suite deux modes d’utilisation des faisceaux d’ions, l’analyse et la synthèse. Lorsque le faisceau d'ions est destiné à l’analyse, deux types d'expériences se présentent. Dans le premier cas, l'échantillon à étudier est la source de production des ions et l'analyse consiste à trier en masse les ions extraits, elle est alors destructive. Dans le second, l’analyse résulte de l’interaction d’un faisceau d’ions légers avec l’échantillon qui est alors la cible. Suivant la nature de l'analyse, différents types de détecteurs permettent de quantifier l'énergie des particules diffusées par l'échantillon (fluorescence, rétrodiffusion…).

Lorsque l’on utilise les faisceaux d'ions en tant qu'outils de modifications contrôlées des échantillons, plusieurs paramètres (énergie, flux, dose, nature du faisceau, température de la cible) sont ajustables suivant l’objectif recherché (création de défauts, mise en ordre, synthèse de nouvelles phases ou encore modification des surfaces). Nous décrirons les dispositifs expérimentaux types utilisés pour la production des faisceaux (schéma de principe des sources) et l’environnement de l'échantillon, selon les applications recherchées (microélectronique, optique, mécanique).

Dans l’article [M 4 386], nous nous intéresserons surtout aux faisceaux d'ions en tant qu'outils de contrôles et modifications des matériaux, suivis ou non d'analyses. Nous présenterons plusieurs installations qui permettent de combiner les deux modes (analyse et modification contrôlée des matériaux), donnant ainsi accès à l’étude in situ de la synthèse de nouveaux matériaux.

Il est clair que la mise en œuvre et l’utilisation des faisceaux d’ions couvre un très vaste domaine de connaissances. Ce document a pour objectif de présenter les bases nécessaires à la compréhension de l’interaction ions/matière, ainsi qu’une vue globale du domaine à travers des exemples et ne prétend pas être exhaustif.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

KEYWORDS

Ion beams   |   Ion implantation

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-m4395


Cet article fait partie de l’offre

Étude et propriétés des métaux

(199 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

TEST DE VALIDATION ET CERTIFICATION CerT.I. :

Cet article vous permet de préparer une certification CerT.I.

Le test de validation des connaissances pour obtenir cette certification de Techniques de l’Ingénieur est disponible dans le module CerT.I.

Obtenez CerT.I., la certification
de Techniques de l’Ingénieur !
Acheter le module

Cet article fait partie de l’offre

Étude et propriétés des métaux

(199 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - BOHR (N.) -   On the theory of the decrease of velocity of moving electrified particles on passing through matter.  -  Philosophical Magazine (1913).

  • (2) - BOHR (N.) -   On the Decrease of Velocity of Swiftly Moving Electrified Particles in Passing Through Matter.  -  Philosophical Magazine, 30 (1915).

  • (3) - INDUNI (G.) -   Sur une source d'électrons pour microscopes électroniques.  -  Helvetica Physica Acta (Suisse), 20 (1947).

  • (4) - CASTAING (R.), LABORIE (P.) -   Examen direct des métaux par transmission au microscope électronique.  -  Compte rendu de l'Académie des Sciences, Paris (1953).

  • (5) - CASTAING (R.), JOUFFREY (B.) -   Effets d'un bombardement ionique de courte durée sur des monocristaux métalliques.  -  C. R. Acad. Sci., 252 (1961).

  • (6)...

1 Annuaire

HAUT DE PAGE

1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs

Principaux fournisseurs d’implanteurs commerciaux ou services d’implantations

Axcelis Technologies, Beverly, MA, États-Unis :

http://www.axcelis.com

Applied Materials, Horsham, Royaume-Uni :

https://www.appliedmaterials.com/

Sumitomo Eaton Nova, Tokyo, Japon :

http://www.senova.co.jp

Nissin Electric, Kyoto, Japon :

http://www.nissin.co.jp

Ibis Technology, Danvers, MA, États-Unis :

http://host.web-print-design.com/ibis/index.html

Danfysik, Jyllinge, Danemark :

http://www.danfysik.dk

Advanced Ion Beam Technology, San Jose, CA, États-Unis :

http://www.aibt.com.tw/

Ion Beam Service, Peynier, France :

http://www.ion-beam-services.com

High Voltage Engineering, Amersfoort, Pays-Bas :

https://www.highvolteng.com/

HAUT DE PAGE

1.2 Laboratoires – Bureaux d’études – Écoles...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Étude et propriétés des métaux

(199 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Sommaire

QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE

1/ Quiz d'entraînement

Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.

2/ Test de validation

Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.

Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Étude et propriétés des métaux

(199 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS