Spectrométries ioniques
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C’est la dose ionique D qui détermine le degré de la perturbation pendant un
bombardement par les ions primaires. Elle est définie comme
(5.1)
où I p est le courant primaire [A], t m [s] la durée du bombardement et A' [cm 2 ] l’aire
de la zone bombardée. On postule comme limite d’une dose tolérable en SIMS statique, ≤ 10 12 ions/cm 2 , pour des spectres et images qui correspond à un nombre
inférieur à 1 ion primaire pour 10 3 atomes de surface [5.1]. Passée cette limite on
n’a plus les conditions non destructives du SIMS statique. Pour une densité de courant de 1 nA/cm 2 qui correspond à 6,3 · 10 9 ions/s, cette limite est atteinte après 2,5
minutes.
Tableau 5.1 Conditions expérimentales des deux modes de SIMS.
Le tableau 5.1 donne les conditions expérimentales de ces deux modes de
SIMS où I p est le courant primaire, d p le diamètre du faisceau primaire et t m le
temps d’acquisition total. Dans le cas du SIMS statique, la dose ionique sera faible
Mode
Paramètres du faisceau primaire
ion(s)
i p
d p
t m
données
SSIMS
Ar + Cs +
Ar˚ Ga +
< 1 nAcm –2
≥ 0,1 µ m
>10 s
spectres
images
DSIMS
Ar + O 2
+
Cs +
>10 µ Acm –2
> 3 µ m
< 1s
profils
images
D
I p
A'
-----t m
A
cm 2
--------- -s
=
ions primaires
matrice
surface
neutres et ions
secondaires
z
θ
Fig. 5.1 Schéma de principe de la technique SIMS.