L'implantation par recul d'ions radioactifs appliquees a l'etude de l'usure et/ou de la corrosion de materiaux : potentialites de la simulation pour la quantification de perte de matiere

• Auteur / Autrice : LAETITIA LOPEZ
• Direction : Gilbert Blondiaux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2

Résumé

L'ultra thin layer activation (utla) permet l'etude des transferts de matiere a l'echelle nanometrique. Un programme de simulation indirect recoil implantation simulation a ete developpe pour s'affranchir du processus long et complexe de son etalonnage. Couple au logiciel srim (stopping and range of ions in matter), il traite chaque etape de creation et d'implantation des ions de recul crees par reaction nucleaire. La validation de ce programme a ete entreprise, avec le support d'une banque de resultats experimentaux, avec la reaction 5 6fe(p,n) 5 6co. Dans un premier temps, la justesse des calculs de srim a ete experimentalement testee. Des mesures de parcours projetes d'ions 5 9co mono-energetiques de 0 a 1 mev implantes dans du nickel ont ete effectuees par spectrometrie de masse des ions secondaires, puis correlees a la distribution angulaire de transmission en sortie de feuille ultra mince. A faible energie incidente, le pouvoir d'arret simule par srim est sous-estime de 20% au plus. L'influence des principales variables de simulation a ete etudiee. La section efficace differentielle et l'etat d'excitation du noyau de recul sont des donnees essentielles mais complexes. Des hypotheses de simplification, sur ces deux parametres, ont donc ete emises et validees. Les simulations realisees avec plusieurs reactions nucleaires ont permis d'obtenir les profils en profondeur des ions de recul avec une incertitude maximale de 20% ; ce qui est suffisant a l'echelle nanometrique. Une generalisation de la simulation est realisee pour les reactions nucleaires de type (p,n) a processus direct, permettant ainsi la simulation de 40% des reactions envisageables pour la technique utla. Le logiciel iris permet alors d'etendre le domaine d'application de cette technique a des materiaux multielementaires ou inhomogenes en profondeur.