Contribution à la détermination de profils de concentration par émission X induite par bombardement de protons : application à l'étude de la diffusion du zinc dans l'alliage Ag-Zn

par Jean-Pierre Frontier

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Pierre Régnier.

Soutenue en 1987

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

Le président du jury était Jean Philibert.

Le jury était composé de Charles Heitz, Jean Philibert, Pierre Régnier, Gilles Revel.


  • Résumé

    Ce travail est une contribution à l'étude des possibilités d'utiliser l'émission de rayonnements X induits par bombardement de protons (P. I. X. E. ) pour relever la répartition des éléments présents sous la surface des corps solides, dans une gamme de profondeurs comprise entre 1 et 10 micromètres et plus. On exprime sous forme d'une intégrale de convolution l'intensité des rayonnements X caractéristiques de l’élément étudié, et l'on montre que l'on peut, en principe, relever la concentration de cet élément en fonction de sa distance à la surface, en déconvoluant les intensités mesurées lors d'une série d'expériences dans laquelle on a fait varier systématiquement l'énergie des protons incidents (donc leur pénétration). La procédure directe de déconvolution, qui conduit inverser une matrice mal conditionnée, ne convient pas. Aussi nous avons généralisé une procédure itérative qui avait déjà été utilisée par Yegh pour résoudre un problème similaire. Alternativement, nous avons montré que l'on obtenait des résultats sensiblement meilleurs en utilisant une procédure d'ajustement paramétrique. Avec l'un et l'autre de ces deux algorithmes, et pour des protons de 0,45 à 2 MeV, cette technique, non destructive, nous a permis de relever, sur une profondeur maximum de 6 micromètres, des profils d'appauvrissement du zinc sous la surface d'alliages Ag-Zn-3 atomes % de zinc, recuits sous vide. Pour les profondeurs plus grandes, nous avons développé avec succès une technique destructive, par analyse des tranches successives prélevées parallèlement à la surface. Nous avons comparé tous nos résultats expérimentaux à ceux obtenus à la microsonde électronique et à ceux prévus par la théorie de la diffusion. Nous discutons enfin les possibilités d'améliorer la résolution en profondeur en développant des techniques, soit d'abrasion contrôlée de la surface, soit d'analyse de coupes biaises.

  • Titre traduit

    Contribution to depth profiling with particule induced X-ray emission : application to the study of zinc diffusion in Ag-Zn alloy


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Informations

  • Détails : 1 vol. (121 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 115-119

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