Etude des phénomènes de charge des matériaux diélectriques soumis à une irradiation électronique permanente
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Abstract EN:
When insulating materials are submitted to electron irradiation, the so called charging effects occur. These effects may induce changes in electron specimen interaction parameters and hence in many properties of insulator such as secondary electron emission and leakage current. From a fundamental point of view, the study of insulators allow the physical mechanisms of charging to be understood. This manuscript, is subdivided in three parts. In the first part, the experimental aspects related to the process of charge injection using an electron beam are studied. In order to study the electric behavior of the insulator under and after electron irradiation, new measurement techniques are developed and described. In the second part, the correlation between the proprieties of the insulator and its ability to charge evacuation is discussed. Moreover, the influence of the physical processes such as secondary electron emission, leakage current, etc on the electric behavior of the insulator are investigated. The third part concerns an experimental approach for characterizing the internal trapped charge and the electric field build up in grounded-coated insulators during their electron-irradiation. Key words : scanning electron microscope, dielectric materials, charge trapping, secondary electron emission, leakage current, second crossover energy
Abstract FR:
Sous irradiation électronique, les matériaux isolants sont le siège d'effets très complexes appelés " effets de charges " qui présentent deux aspects, l'un négatif et l'autre positif. Si d'une part ces effets constituent une gêne pour l'observation des matériaux isolants en microscopie électronique à balayage et pour leur l'analyse par spectroscopie d'émission X ils peuvent constituer d'autre part un outil de caractérisation et de diagnostic de ces matériaux. La présente étude exploite ce dernier aspect pour mieux comprendre les mécanismes physiques mis en jeu dans les phénomènes de charge. Ce mémoire, est subdivisé en trois parties principales. Dans la première partie nous décrivons l'aspect expérimental lié aux processus d'injection d'une charge par un faisceau d'électrons dans l'isolant ainsi que les techniques de mesure dynamique de la charge accumulée dans l'isolant qui ont été mises au point. Dans la deuxième partie, la corrélation entre les propriétés physiques de l'isolant et son aptitude à accumuler une charge électrique sous irradiation électronique est discutée. L'accent est mis en particulier sur l'étude des paramètres physiques qui caractérisent le comportement électrique de l'isolant. La troisième partie est destinée à la détermination du champ électrique interne dans le cas des isolants recouverts par une couche métallique mise à la masse et à la compréhension de ses effets sur les interactions électron- matière et sur la modification chimique de l'isolant. Mots Clefs : microscope électronique à balayage, matériaux diélectriques, piégeage de charges, émission électronique secondaire, courant de fuite, énergie critique