72
Analyse et technologie des surfaces
(<10 12 ions/cm2) alors que dans le cas du mode dynamique, l’accès aux couches
atomiques sous la surface demande la pulvérisation locale du matériau. La focalisation du faisceau primaire permet d’acquérir des images de la surface analysée et
peut être obtenue dans les 2 modes. Elle dépend aussi de l’énergie primaire avec des
meilleures résultats à des énergies plus élevées. Par exemple, les meilleures
résolutions latérales sont obtenues avec des ions de Ga + d’une énergie typiquement
de 25 keV. Les problèmes liées à l’acquisition des images seront discutées au paragraphe 5.4.4 avec un exemple illustré à la section 5.8.
5.3.2 Equations de base
L’équation de base qui régit l’émission ionique secondaire laisse clairement
apparaître les phénomènes physiques fondamentaux qui gouvernent celle-ci: la pulvérisation et l’ionisation. Pour un élément ou molécule A contenu dans une matrice
M, on peut écrire:
(5.2)
avec
:
courant ionique secondaire mesuré.
I p :
courant primaire.
f A :
abondance isotopique de l’élément ou molécule A.
c A :
concentration atomique de l’élément ou molécule A.
η A :
efficacité de collection (= transmission) de l’analyseur.
Y M :
taux de pulvérisation à partir de la matrice M (nombre d’atomes
éjectés par ion incident).
: taux d’ionisation de l’élément ou molécule A dans la matrice M.
Le taux de pulvérisation (ou rendement de décapage), Y M , est une grandeur qui
dépend de nombreux paramètres, liés à la nature de la matrice et au faisceau incident. Pour un solide monoatomique et homogène, on peut l’exprimer par la relation
suivante:
(5.3)
avec α ' :
fonction de pulvérisation qui dépend du rapport de M 1 et de M 2 –
elle représente la fraction de l’énergie qui est utilisée pour la pulvérisation.
M 1 :
masse de la particule incidente.
M 2 :
masse des atomes constituant la matrice.
U :
énergie de liaison de ces atomes.
E ion : énergie de l’ion incident.
I A
±
I p f A c A η A Y M γ A M
,
±
=
I A
±
γ A M
,
±
Y M
cste α'
M 1
M 2
------- θ
,
p E ion
(
)
U
----------------- -
⋅
=
Analyse et technologie des surfaces
(<10 12 ions/cm2) alors que dans le cas du mode dynamique, l’accès aux couches
atomiques sous la surface demande la pulvérisation locale du matériau. La focalisation du faisceau primaire permet d’acquérir des images de la surface analysée et
peut être obtenue dans les 2 modes. Elle dépend aussi de l’énergie primaire avec des
meilleures résultats à des énergies plus élevées. Par exemple, les meilleures
résolutions latérales sont obtenues avec des ions de Ga + d’une énergie typiquement
de 25 keV. Les problèmes liées à l’acquisition des images seront discutées au paragraphe 5.4.4 avec un exemple illustré à la section 5.8.
5.3.2 Equations de base
L’équation de base qui régit l’émission ionique secondaire laisse clairement
apparaître les phénomènes physiques fondamentaux qui gouvernent celle-ci: la pulvérisation et l’ionisation. Pour un élément ou molécule A contenu dans une matrice
M, on peut écrire:
(5.2)
avec
:
courant ionique secondaire mesuré.
I p :
courant primaire.
f A :
abondance isotopique de l’élément ou molécule A.
c A :
concentration atomique de l’élément ou molécule A.
η A :
efficacité de collection (= transmission) de l’analyseur.
Y M :
taux de pulvérisation à partir de la matrice M (nombre d’atomes
éjectés par ion incident).
: taux d’ionisation de l’élément ou molécule A dans la matrice M.
Le taux de pulvérisation (ou rendement de décapage), Y M , est une grandeur qui
dépend de nombreux paramètres, liés à la nature de la matrice et au faisceau incident. Pour un solide monoatomique et homogène, on peut l’exprimer par la relation
suivante:
(5.3)
avec α ' :
fonction de pulvérisation qui dépend du rapport de M 1 et de M 2 –
elle représente la fraction de l’énergie qui est utilisée pour la pulvérisation.
M 1 :
masse de la particule incidente.
M 2 :
masse des atomes constituant la matrice.
U :
énergie de liaison de ces atomes.
E ion : énergie de l’ion incident.
I A
±
I p f A c A η A Y M γ A M
,
±
=
I A
±
γ A M
,
±
Y M
cste α'
M 1
M 2
------- θ
,
p E ion
(
)
U
----------------- -
⋅
=