Microsonde nucléaire - Principe et appareillage

Les émissions de particules ou de rayonnement qui accompagnent la pénétration des ions légers dans la matière, à une énergie incidente de l’ordre de quelques mégaélectronvolts, ont donné lieu à plusieurs méthodes de dosage élémentaire . Ces méthodes sont souvent utilisées pour des analyses de surface ou de couches minces. La focalisation de ces faisceaux de particules à l’échelle du micromètre sur les échantillons a conduit à la réalisation d’une génération d’instruments appelés microsondes nucléaires. La première a fait son apparition en Angleterre en 1969 [1] . Depuis, une soixantaine d’appareils de ce type ont été développés dans le monde, principalement dans les pays à technologie avancée : Europe, États-Unis, Japon, Australie... Les mises en service récentes de nouvelles installations dotées d’accélérateurs de dernière génération attestent de la vitalité de ce domaine. Désormais, les tailles de faisceau atteignent quelques centaines de nanomètres, voire moins pour les applications en courant faible.

Une microsonde nucléaire peut être considérée comme un moyen d’analyse élémentaire, de caractérisation structurale ou bien comme un outil de dépôt local d’énergie ou de charges. Ces multiples visages reflètent les possibilités exemplaires offertes par les microfaisceaux d’ions de haute énergie. Grâce au choix des caractéristiques du faisceau (nature et énergie des ions), l’expérimentateur peut maîtriser la mise en œuvre de l’interaction. Il est ainsi possible d’atteindre une localisation latérale très fine, directement liée à la taille du faisceau, et d’accéder à la microrépartition des éléments dans les trois dimensions.

Dans une deuxième partie , les applications des microsondes nucléaires sont exposées.