Contribution à l'analyse des couches de surface des solides et à l'étude de la réactivité des surfaces à haute température
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
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Abstract FR:
La méthode de microanalyse des solides à post-ionisation des produits de pulvérisation thermalisés permet d'obtenir la distribution en profondeur des éléments qui composent une couche mince. Cette méthode consiste à collecte une partie de la matière pulvérisée dans une cellule portée à haute température (3000°K). L'ionisation se fait par thermoionisation et par impact d'électrons qui étend la méthode aux éléments qui possèdent un potentiel d'ionisation élevé. Le découplage de la pulvérisation et l'ionisation font que la méthode présente un caractère quantitatif absolu. On a adapté sur l'appareil un dispositif de bombardement ionique à haut flux et à énergie variable qui permet la pulvérisation dans les meilleures conditions possibles. On a étudié la rugosité apportée 0 par le bombardement ionique d'un système de 9 couches alternées de NiCr de 500 Å d'épaisseur; bombardé à 2 keV l'échantillon présente une bonne résolution alors que bombardé à 4 keV on observe un mixage apparent dès la 3ème couche. L'interprétation se fait par la dépendance cristalline du rendement de pulvérisation. On montre que la dispersion relative de profondeur est proportionnelle à la dispersion relative du rendement de pulvérisation des grains qui composent chaque couche. Dans ce modèle Δz varie linéairement avec z lorsque z << d (taille des grains) et Δz varie avec z 1/2 lorsque z >> d. A grande profondeur z , les phénomènes de transport font que Δz tend vers une limite Δzl chiffrée à 20 nm. La seconde étude concerne la cinétique réactionnelle de l'uranium sur le tantale. Un atome introduit dans la cellule peut soit désorber après un temps moyen de collage τad' soit diffuser dans la paroi. On accède à la cinétique de ces processus en mesurant la constante τ d'établissement du flux de matière qui sort de la cellule en fonction du temps et de la température différente de la cellule l'équation de diffusion jointe à la conservation de la matière est traitée par la transformée de Laplace. Soit ns la concentration de la phase adsorbée et no la limite de solubilité de l'uranium sur le Ta+. Les résultats se résument de la façon suivante : haute température > 2670°K ns ˂ no: diffusion tend vers zéro, l'état stationnaire est Marqué par l'égalité entre le flux de sortie et d'entrée; basse température < 2670°K, ns > no ; il y a une diffusion permanentes ; l'état stationnaire est marqué par le flux d'entrée supérieur au flux de sortie. Température critique ns = no, on mesure no=0,3% à 2700° k ;Ead = 2,4 Ev, τ0=3 10-6 s temps de résidence, vitesse de croissance Vø = 0 à 2700°K et à 1 Å/s à 1800°K.