SERVICE MECANIQUE P. PARISET, G. CORNUDET, G. GRAVANT, J.P. NICOLAS Centre de Spectrométrie Nucléaire et de Spectrométrie de Masse Le goniomètre chauffant,

Présentation au sujet: "SERVICE MECANIQUE P. PARISET, G. CORNUDET, G. GRAVANT, J.P. NICOLAS Centre de Spectrométrie Nucléaire et de Spectrométrie de Masse Le goniomètre chauffant,"— Transcription de la présentation:

1 SERVICE MECANIQUE P. PARISET, G. CORNUDET, G. GRAVANT, J.P. NICOLAS Centre de Spectrométrie Nucléaire et de Spectrométrie de Masse Le goniomètre chauffant, permet d’analyser des échantillons sur l’accélérateur Irma du laboratoire. Dans le cahier des charges fourni, ce goniomètre devait accommoder la combinaison de trois mouvements différents. - 1 rotation par rapport à un axe vertical de  15° - 1 rotation par rapport à un axe horizontal de  5° - 1 déplacement horizontal de  10 mm Afin de s’affranchir des systèmes classiques de doubles berceaux, inadaptés aux contraintes externes que nous avons, les trois mouvements sont obtenus par une vis micrométrique pour la translation et par des vis millimétriques pour les rotations. Pour celles-ci, nous avons une précision de 1.5 minutes d’angle. La déformation engendrée par la combinaison des trois mouvements est absorbée par un soufflet à ondes soudées. La partie support échantillons du goniomètre chauffe à 1000 °C et est écrantée par des feuilles en tantale. Dans la partie sous vide du dispositif, un détecteur et des fentes, qui permettent de canaliser le faisceau, sont montés sur double système de translation. La première partie du système, qui est dédiée à la mise en et hors faisceau, est un mouvement rapide qui est réalisé par un couple pignon – crémaillère. La deuxième partie, qui permet un réglage fin de la butée finale, est réalisée par l’intermédiaire d’une roue et vis sans fin. Cela permet ainsi, de positionner au mieux l’ensemble fentes – détecteur dans le faisceau. Devant cet ensemble, se trouve un repousseur, qui peut être masqué par un écran rotatif. ±10mm ±5° ±15° Les propriétés électroniques des supraconducteurs à haute Tc, dépendent fortement de l'orientation cristalline des matériaux synthétisés, et de leur qualité structurale. Deux conditions sont évidemment requises : il faut optimiser les conditions de dépôt pour réaliser des échantillons ayant : - exclusivement l'orientation souhaitée - une qualité de surface optimale (faible rugosité, peu d'excroissances...). Pour ce faire, nous avons réalisé une nouvelle chambre à vide permettant d'observer in situ, la surface de la couche au cours du dépôt. Le nouveau système de dépôt, comprend essentiellement: - une chambre UHV avec transfert d'échantillon sur un porte objet chauffant - une source d'oxygène atomique permettant de travailler à basse pression d'oxygène (environ 10 -6 torrs) - un système de RHEED (35 kV) que l'on pourra utiliser au cours de la croissance dans cette gamme de pression, ce qui n'est pas possible avec les autres modes de dépôt. En outre, on peut évaporer des contre-électrodes métalliques à basse température (100K), afin de conserver l'oxygène en surface.Enfin, nous avons la possibilité avec cette nouvelle chambre à vide, de mesurer les échantillons in situ jusqu'à 10K. L’adjonction devant le guide d’électrons du laboratoire d’une lentille magnétique toroïdale a été réalisée à l’atelier du CSNSM en deux étapes successives. Elles ont nécessité chacune une refonte complète de la partie de l’instrument contenant la cible et la source d’électrons. Les problèmes techniques sévères correspondent au fonctionnement sous vide de 8 puis 10 spires en cuivre refroidies par contact, parcourues en série par 250 ampères, ont été résolus. L’ensemble, opérationnel pour un fonctionnement en ligne par accélérateur, doit posséder des caractéristiques intéressantes, et son usage suggère de nouveaux perfectionnements. Microscope optique Octopole Diaphragmes Double Deviateur Écran Froid L’impact d’un faisceau d’ions d’une dizaine de keV d’énergie sur une cible solide provoque l’éjection d’ions « secondaires » formés à partir des atomes constituant la cible. Ces ions ont au départ de la cible des énergies faibles, entre 0 et quelques dizaines d’eV, de sorte qu’on peut aisément modifier leurs trajectoires à l’aide de champs électriques et obtenir une image ionique de la surface de la cible. La finesse de l’image est contrôlée par l’interposition d’un diaphragme, dont le diamètre fixe l’ouverture des pinceaux de trajectoires formant chaque point de l’image, et améliorée par la correction d’astigmatismes divers au moyen du champ quadripolaire orientable créé grâce à l’octopole. Un double système de plaques est également mis en place pour de multiple usages: centrage, transfert,dynamique du faisceau lorsque la surface de la cible est balayée par un spot ionique de bombardement (sonde ionique), correction diverse,… Le montage doit aussi accommoder un microscope photonique qui sert au repérage in situ de zones spécifiques, préalablement repérée, de l’échantillon. Les ions arrachés à la cible sont ensuite identifiés par spectrométrie de masses et servent à déterminer la composition élémentaire et isotopique in situ dans de très petits volumes de matière. Au laboratoire cet instrument est dédié à l’analyse à haute résolution spatiale de poussières extra-terrestres (micrométéorites).