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Etude de la pulvérisation ionique de surface d'un cristal de germanium sous impact d'ions lourds rapides en condition de canalisation
Koumeir C.
Thèses. Université Claude Bernard - Lyon I (16/12/2008), Denis Dauvergne (Dir.)
[oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00407822] - http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00407822
Etude de la pulvérisation ionique de surface d'un cristal de germanium sous impact d'ions lourds rapides en condition de canalisation
Charbel Koumeir ()1
1 :  IPNL - Institut de Physique Nucléaire de Lyon
http://www.ipnl.in2p3.fr/
CNRS : UMR5822 – IN2P3 – Université Claude Bernard - Lyon I
France
Study of ion emission from a germanium crystal surface under impact of fast heavy ions in channeling conditions
Thèses
16/12/2008
Nous avons effectué une expérience au GANIL avec un faisceau d'ions Pb72+ et Pb56+ à 29 MeV/u et Pb28+ à 6,5 MeV/u. Nous avons observé la pulvérisation d'ions positifs à l'entrée d'un cristal de germanium mince en fonction de la charge incidente et en fonction de la perte d'énergie des ions transmis. Nous avons trouvé que la pulvérisation est essentiellement formée des ions qui viennent de la couche d'impuretés en surface et de la fragmentation des grandes espèces émises. Pour un dépôt d'énergie donné sous la couche amorphe, la dépendance de la multiplicité avec la charge q est en qn avec n3. La dépendance des rendements avec la charge est en qn, où n varie entre 2 et 6 selon l'espèce émise. Pour une charge incidente donnée, nous avons observé des effets différentiels, en fonction de la perte d'énergie dans le cristal, sur les multiplicités, sur les rendements, ainsi que sur la probabilité de la fragmentation. L'intensité de ces effets est presque constante pour l'ensemble des espèces émises dans le cas à haute énergie. A basse énergie, cet effet varie d'une espèce à une autre, et, globalement, il est plus fort qu'à haute énergie. Ces effets sont liés à la fois à la profondeur d'émission de chaque espèce, et à la densité du dépôt d'énergie autour de la trajectoire de l'ion sous la couche amorphe. A travers des simulations effectuées à haute énergie, nous avons trouvé que les effets différentiels sur la multiplicité sont moins forts en fonction de la perte d'énergie des ions à l'entrée du cristal qu'en fonction de leur perte d'énergie dans le cristal.
We have performed an experiment at GANIL with a beam of Pb72+ and Pb56+ ions at 29 MeV/u and Pb28+ at 6,5 MeV/u. We observed the sputtering of positive ions at the entrance of a thin germanium crystal as a function of the incident charge and of the energy loss of the transmitted ions. We found that the sputtering is composed mainly of ions which come from the surface impurity layers, and from the fragmentation of large species. For an energy deposition below the amorphous layer, the dependence of the multiplicity on the charge q is qn where n3. The dependence of the yields on the charge is qn, where n varies between 2 and 6 depending on the emitted species. For a particular incident charge, we observed differential effects with the energy loss in the crystal, for the multiplicities, the yields and the fragmentation probability. The intensity of these effects is almost constant for all species issued in the case of the high energy beam. At low energy, this effect varies from one species to another, and, in the average, it is stronger than at high energy. These effects are related both to the emission depth for each species and to the density of energy deposition around the ion path below the amorphous layer. By means of simulations performed for the high energy case, we found that the differential effect on the multiplicity is weaker as a function of ion energy loss at the entrance of the crystal than as a function of their energy loss in the crystal.
Physique/Physique/Physique Atomique
Physique/Physique Nucléaire Théorique

Université Claude Bernard - Lyon I
Physique et Astrophysique Lyon
Interaction ions lourds rapides avec la matière
Français

Denis Dauvergne
d.dauvergne@ipnl.in2p3.fr
M. Dauvergne Denis, Directeur de thèse
M. Gervais Benoit
Mme Li Chen, Présidente
M. Della Negra Serge, Rapporteur
M. L'Hoir Alain, Rapporteur

CANALISATION
DÉPÔT D'ÉNERGIE ÉLECTRONIQUE
PULVÉRISATION
ÉTAT DE CHARGE
ÉMISSION IONIQUE
IONS LOURDS
16/12/2008
Université Claude Bernard - Lyon I
Physique et Astrophysique Lyon
Interaction ions lourds rapides avec la matière
Denis Dauvergne
M. Dauvergne Denis, Directeur de thèse
M. Gervais Benoit
Mme Li Chen, Présidente
M. Della Negra Serge, Rapporteur
M. L'Hoir Alain, Rapporteur
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