Terminal de l’accélérateur Van de Graaff de l’INSP
La Plateforme SAFIR met à disposition un ensemble de techniques d’analyse par faisceau d’ions (Ion Beam Analysis, IBA) complémentaires, permettant la caractérisation qualitative et quantitative de la région superficielle des solides.
Ces techniques reposent sur l’interaction de faisceaux de particules chargées rapides produits par l’accélérateur Van de Graaff avec les atomes constituant l’échantillon à analyser. Elles permettent de déterminer :
- La composition élémentaire et isotopique
- Les profils de concentration en profondeur
- L’épaisseur de couches minces (du nm au µm)
- L’ordre cristallin et les défauts structuraux
| Méthode | Particule incidente | Éléments détectés | Résolution en profondeur | Application typique |
|---|---|---|---|---|
| RBS | ⁴He⁺ (100 keV – 2,2 MeV) | Z > 6 (moyens/lourds) | 10-20 nm | Films métalliques, oxydes |
| ERDA | ⁴He⁺ | H, D | 10 nm | Hydrogène, isotopes légers |
| NRA | p, d, α | Li, B, C, N, O, F | ~100 nm | Nitrures, oxydes, carbures |
| NRP | p, d | Isotopes spécifiques | <1 nm | Profils isotopiques ultra-fins |
| PIXE | ¹H⁺ (1-2,2 MeV) | Z ≳ 11 (Na et au-delà) | Aucune (composition globale) | Éléments traces, multi-élémentaire |
| MEIS * | H⁺ (150-400 keV) | Z > 6 (moyens/lourds) | <1 nm (sub-nm) | Premières monocouches |
* MEIS : la chambre d’analyse est opérationnelle pour la RBS et la NRA ; l’analyseur électrostatique propre à la technique MEIS poursuit sa mise en service, non disponible pour des mesures de routine à ce jour.
Implantation ionique
En complément de l’analyse, la Plateforme SAFIR permet aussi d’implanter des ions dans un matériau (dopage de semiconducteurs, études d’irradiation), avec un contrôle précis de la dose et de la profondeur. En savoir plus sur l’implantation ionique.