Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Le passage des particules chargées dans la matière ne manque pas d’y générer des transformations et des contraintes, jusqu’à des modifications de composition. Les collisions élastiques et des réactions nucléaires ainsi engendrées par les ions positifs énergétiques peuvent être exploitées à des fins d’analyse. Leurs spectrométries représentent de formidables outils expérimentaux pour la résolution d’un grand nombre de problèmes analytiques. Elles Cet article présente quelques applications conduisant notamment à la caractérisation de matériaux.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Patrick TROCELLIER : Docteur d’État, Ingénieur CEA Laboratoire Pierre Süe, CE Saclay
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Philippe TROUSLARD : Ingénieur CEA Institut national des sciences et techniques nucléaires, CE Saclay
INTRODUCTION
Après avoir décrit les collisions élastiques et les réactions nucléaires en termes de mécanismes physiques et de formalisme mathématique [P 2 560], nous allons, dans cette seconde partie, donner quelques applications à la caractérisation de matériaux. Ces applications peuvent se rencontrer dans des disciplines aussi diverses que les Sciences des Matériaux, les Sciences de l’Univers, les Sciences de l’Environnement, les Sciences de la Vie ou les Sciences Humaines.
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- Version archivée 1 de oct. 1977 par Charles ENGELMANN
- Version archivée 2 de avr. 1987 par Charles ENGELMANN
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Applications à la caractérisation des matériaux2. Conclusion
Les spectrométries de collisions élastiques ou de réactions nucléaires offrent aux chercheurs, aux ingénieurs et aux techniciens une panoplie d’outils expérimentaux leur permettant de résoudre bon nombre de problèmes analytiques : composition élémentaire en volume ou superficielle, gradient de concentration, distribution latérale, etc. Combinées avec la méthode basée sur la détection de l’émission X induite, elles assurent une couverture très large de la classification périodique avec des limites de détection et des résolutions relativement performantes. Les principales spécificités des techniques basées sur les collisions élastiques et l’observation de réactions nucléaires peuvent être résumées ainsi :
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une analyse multi-élémentaire ;
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la spécificité isotopique ;
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l’accès aux profils de concentration en profondeur ;
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l’analyse d’objets enterrés à l’intérieur d’un substrat hôte ou bien sous une couche superficielle ;
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mise en évidence de structures multicouches ;
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la possibilité de coupler RBS, ERDA et NRA en particulier auprès de la microsonde nucléaire ;
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la souplesse du choix de l’interaction suivie pour obtenir le meilleur compromis sensibilité - profondeur analysable - résolution en profondeur.
Cependant, outre les risques d’endommagement du matériau sous investigation évoqués au paragraphe 1.3.3 de la première partie [P 2 560], deux limitations purement analytiques apparaissent : l’insensibilité à l’environnement chimique et l’absence d’information structurale. Sur ce dernier point, il convient toutefois de faire une exception pour les techniques de canalisation applicables aux monocristaux.
Néanmoins, le recours à des techniques complémentaires capables d’apporter des informations de nature morphologique, chimique (liaisons), structurale (voisins proches et lointains) s’impose afin d’être en mesure de répondre le plus complètement possible au problème scientifique posé. Ainsi, la microsonde électronique (sonde de Castaing) est couramment employée pour mesurer la composition chimique locale des solides jusqu’à des niveaux de teneur de l’ordre de 100 µg/g par spectrométrie de rayons X à dispersion en longueur d’onde. Le volume analysé est...
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
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