Abstract FR:

L'etude presentee s'inscrit dans le developpement de sources compactes d'electrons et de rayons x, ultracourtes et de tres grandes densites de courants (1 ka par cm2) pompes par lasers. L'idee originale est d'ameliorer les performances d'emission electronique des metaux purs, en particulier le tungstene, par implantation ionique du potassium. Utilisant des impulsions de 213 nm de longueur d'onde et 16 ps de duree, correspondant a la cinquieme harmonique d'un laser nd: yag a modes bloques, nous avons montre que l'implantation du potassium a des fluences allant de 1 a 5 e17 k/cm2, entrainait un accroissement significatif de la sensibilite photoelectrique. Cet accroissement est lie a la concentration atomique du potassium implante a la surface du tungstene, de l'angle d'incidence, et de la polarisation du rayonnement laser incident. Nous montrons que la fonction de travail du tungstene peut etre effectivement abaissee de 4. 5 ev jusqu'a 3. 0 ev lorsque le taux d'implantation est de l'ordre de 15 pour cent. Des modifications dans les proprietes physiques et chimiques sont a l'origine de ces ameliorations. Un modele a ete developpe, qui montre que la formation d'agregats de potassium dans l'epaisseur implantee, mise en evidence par diffraction des rayons x sous incidence rasante et par microscopie electronique en transmission, est certainement a l'origine de l'abaissement de la fonction de travail. La reflectometrie et l'ellipsometrie ont permis d'autre part de determiner les constantes optiques de ce nouveau materiau en montrant que les changements dans la structure electronique et la microstructure du tungstene sont dus d'une part a la nature chimique de l'implant (k), d'autre part aux degats causes sous irradiation. Les photocathodes en tungstene implantees par le potassium possedent de plus une stabilite des performances et une duree de vie proche de celles des metaux purs