Contribution À L'étude De L'éffet Image Sur La Diffusion D'ions Lents Par Des Surfaces Solides

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علوم بحتة وطبيعية

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Nous avons élaboré une technique d’optimisation de paramètres physiques fondamentaux pour le modèle de diffusion d’ions lents He+(4keV, 6° : angle d’incidence) par une surface de Silicium amorphisée. Ce modèle permet une comparaison entre les spectres expérimentaux de temps de vol des particules diffusées et des spectres simulés, en parallèle avec la minimisation de l’écart quadratique de la distribution angulaire de la fraction de charge.Les résultats obtenus font ressortir un très bon accord théorie et l’expérience pour les spectres à grands angles de diffusion (>13°) et un bon ajustement de la fraction ionique. L’ajustement au voisinage des pics et de la partie faible énergie des spectres qui est la plus sensible à la perte d’énergie électronique sont bien reproduits. Cependant les spectres simulés correspondant à des angles d’incidence ou émergence très faibles (quelques degrés), présentent des différences notables par rapport aux spectres expérimentaux. La largeur des pics d’ions est plus faible, alors que la forme des pics de neutres est bien reproduite. Cette observation écarte l’influence des effets de rugosité de surface sur la forme des spectres pour les particules en trajectoire rasante.Cet écart été corrigé par deux phénomènes, négligés dans la simulation, susceptibles de modifier la géométrie de la collision à ces angles là.Le premier est l’effet du potentiel induit par l’ion- projectile en trajectoire rasante au voisinage d’une surface et son image. La force résultante attire l’ion vers la surface. Ceci établit une différence entre l’angle d’émergence du solide et celui sous lequel il est détectéLe second est relatif à l’énergie cinétique susceptible d’être perdue par l’ion avant d’atteindre la surface dans la voie d’entrée ou après l’émergence du solide.L’évaluation quantitative de ces deux effets a été effectuée par la théorie de la réponse diélectrique linéaire de la surface à l’excitation due à l’approche de l’ion. Les valeurs du potentiel image calculées par l’approximation de la plasmon pole et l’approximation de la phase aléatoire sont largement inférieures à l’estimation de Kato. Nous avons pu déduire que l’effet de la largeur de la bande interdite pour le Silicium n’influe pas sur la valeur du potentiel image. Nous avons par ailleurs estimé l’énergie que perd l’ion en sortie. Elle correspond à la largeur d’un canal pour un angle d’émergence égale à 1° , au delà de 1° , l’effet peut- être négligé. Ce résultat est très important sachant qu’il intervient à émergences rasantes, c’est à dire des conditions expérimentales fréquentes pour l’analyse des surfaces par des particules chargées. Afin d’approfondir l’étude quantitative, plusieurs améliorations peuvent être envisagées. La première consiste en la prise en compte de la trajectoire perpendiculaire de la particule pour évaluer le potentiel image et ne pas considérer la charge du projectile comme étant ponctuelle. Le deuxième est l’étude de la perte d’énergie en surface qui renvoie à des expériences précises ( angles d’incidence rasants, faisceau incident collimaté, bonne qualité de la surface...). Il serait aussi opportun d’appliquer notre modèle d’optimisation pour un autre système. L’une des difficulté rencontré est la mesure de fraction ionique qui est un paramètre essentiel pour comprendre les échanges de charge auxquels nous l’appliquons. Une autre perspective ouverte par ce travail consisterait à évaluer la réponse linéaire du solide à l’excitation d’un projectile chargé en incidence rasante. La cadre de la théorie de la fonctionnelle de densité semble bien approprié et permettrait aussi de trancher entre les différentes valeurs des potentiels image entre différents couples projectile- solide. Au plan expérimental, de nouvelles expériences de diffusion de particules plus lentes permettrait de tester ces modèles sur les formes des spectres d’ions diffusés. Cette technique pourrait être également appliquée aux ions éjectés de la cible.

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fbd107a6-d03e-4f89-bc1f-a809db1de9ba

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رسائل ماجيستير

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1375060_1.pdf, 1375060_2.pdf

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ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":" A. C. Chami","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"عقيلة حيدوش","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"}]

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French

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Contribution À L'étude De L'éffet Image Sur La Diffusion D'ions Lents Par Des Surfaces Solides

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diffusion Image , Physique nucléaire , Surface solide

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A. C. Chami

الإعداد

عقيلة حيدوش

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