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Blanc International II - SIMI 4 - Physique (Blanc Inter II - SIMI 4)
Edition 2012


SIISU


Nano-structuration des surfaces par impact ionique

Nano structures surfaciques induites par irradiations
L'irradiation ionique constitue un précieux outil pour la création de structure à l'échelle nanométrique. L'interaction ion- surface crée un densité d'énergie élevée extrêmement localisée qui alors produit des structures surfaciques de dimension nanométrique. L'objectif de ce projet est d'étudier tant l'effet de l'énergie cinétique que de la charge de l'ion.
La compréhension détaillée des processus impliqués dans cette création de nanostructures peut conduire à de nombreuses applications.

comportement des matériaux sous dépots d'énergie intense
La formation de nanostructures induites en surface par l’impact d’un ion unique est un phénomène particulièrement intéressant dans l’étude de l’interaction ion-surface. Dans de nombreuses cibles solides, les ions lourds et rapides produisent des traces cylindriques dans le volume accompagnées de la formation de nanostructures en surface. Récemment, un effet similaire à l’échelle nanométrique a été révélé par l’impact d’un ion unique très lent et hautement chargé. Tandis que les ions rapides transfèrent leur énergie cinétique à la cible par ionisation et excitation électronique (pouvoir d’arrêt électronique), les ions lents hautement chargés produisent des structures par transfert de leur énergie potentielle aux couches surfaciques.
La similarité entre les nanostructures est suffisamment frappante pour souligner un mécanisme commun lié au transfert d’énergie du système électronique au réseau de la cible.
L’objectif du projet SIISU consiste à mieux comprendre les effets induits par l’impact d’un unique ion sur une surface cristalline en vue d’applications potentielles

Perturbations du réseau électronique par des ions de différentes énergies
Après irradiation, à basse comme à haute énergie (ARIBE-IRRSUD), les nanostructures induites sur les surfaces seront caractérisées par différentes techniques telles que la Microscopie à Force Atomique (AFM), la microscopie électronique en transmission (MET), la spectroscopie de photoélectrons X (XPS), la diffraction d’électrons de basse énergie (LEED) et la spectrométrie de rétrodiffusion Rutherford (RBS).
Les deux paramètres principaux étudiés seront la vitesse et l’état de charge des ions incidents.

Résultats

Les résultats attendus permettront une meilleure compréhension du phénomène de formation de nanostructures en surface à haute comme à basse énergie.

Perspectives

Dans le futur cette étude pourra être élargie à d'autres matériaux tels que des semi conducteurs. De même, il pourra être envisagé des irradiations avec de plus hauts états de charge tels que ceux produits par des sources EBIT

Productions scientifiques et brevets

Plusieurs publications sont envisagées ainsi que des communications via les conférences internationales sur ce domaine, par ex: IISC, HCI, ALC, ICPEAC ...

Partenaires

CIMAP Centre de Recherche sur les Ions, les Matériaux et la Photonique

IAP TU Wien Vienna University of Technology, Institute of Applied Physics

Aide de l'ANR 139 014 euros
Début et durée du projet scientifique mars 2013 - 36 mois

Résumé de soumission

 

Programme ANR : Blanc International II - SIMI 4 - Physique (Blanc Inter II - SIMI 4) 2012

Référence projet : ANR-12-IS04-0005

Coordinateur du projet :
Madame Brigitte BAN-D'ETAT (Centre de Recherche sur les Ions, les Matériaux et la Photonique)
bandetat@nullganil.fr

Site internet du projet : http://cimap.ensicaen.fr/spip.php?article1039

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.