Simulation monte carlo des particules lourdes dans les decharges luminescentes

• Auteur / Autrice : IVAN REVEL
• Direction : Léanne Pitchford
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

L'objectif des travaux presentes dans cette these est de d'etudier le transport des particules lourdes dans la gaine d'une decharge luminescente basse pression. Pour cela, nous avons developpe des modeles particulaires bases sur la methode de monte carlo pour simuler le transport des ions et des neutres dans les gaz rares. Tout d'abord, le calcul de la vitesse de derive d'ions dans les gaz rares nous a permis, par comparaison avec des mesures experimentales, d'identifier les jeux de sections efficaces de collision a utiliser. Nous avons aussi teste la validite de l'hypothese d'equilibre local en champ non uniforme et avons mis en evidence des retards a l'equilibre pour des ions d'argon dans du neon pur. La deuxieme etude menee concerne le calcul du taux de pulverisation cathodique due aux bombardement des ions et des neutres rapides, a l'aide d'un modele monte carlo pour les lourds couple a un modele hybride de decharge. Nous avons trouve que plus de 70% de la pulverisation est due au bombardement de neutres rapides. Avec ce modele auto-coherent, nous avons aussi calcule la puissance deposee dans le gaz et a la cathode et en avons deduit la temperature du gaz. Malgre que la majorite de la puissance electrique gagnee par les ions soit deposee a la cathode, nous avons trouve que la temperature du gaz peut depasser 450 k pour nos conditions. Finalement, nous avons applique nos modeles et notre connaissance des mecanismes de pulverisation et de depot de puissance a l'etude de la cellule de decharge d'un spectrometre de masse a decharge luminescente (gdms). Ce dispositif, qui permet l'analyse de purete de materiaux utilises comme cathode, necessite une bonne connaissance de la decharge pour determiner les conditions optimales pour la pulverisation. Nous avons ainsi calcule les taux de pulverisation pour differentes geometries et determine les profils d'erosion cathodique.