Présentation du banc :
Modification des matériaux par implantation ionique
L’implanteur EATON permet d’accélérer de nombreux éléments au moyen non seulement d’une source Freeman mais aussi d’une source de pulvérisation. Pour des ions monochargés, l’énergie varie de 5 à 200 keV et l’utilisation d’ions deux ou trois fois chargés permet d’atteindre des énergies de 400 à 600 keV. Les densités de courant produites vont de quelques 10-3 µA/cm2 à une vingtaine de µA/cm2, alors que la surface implantée peut aller jusqu’à une trentaine de cm2. EATON est équipé de nombreux porte-objets qui permettent d’effectuer les implantations non seulement à basse température (-96°C) mais aussi à haute température sur une gamme allant de la température ambiante à 800°C.
Applications:
L’implantation ionique permet d’introduire en force des atomes dans n’importe quel solide. Il s’agit d’une méthode contrôlée, reproductible, qui permet de modifier hors équilibre thermodynamique les propriétés physiques et mécaniques des matériaux. Ces modifications se produisent sur une profondeur de l’ordre de 100 nm à 1 µm, et sont très diverses : modification de composition chimique, de la dureté, de la ductilité, de la conductivité électrique ou thermique des matériaux. Les applications de l’implantation ionique sont donc nombreuses. L’Institut Pprime mène de nombreuses études en lien avec l’implantation ionique dans diverses classes de matériaux (métaux, oxydes, semi-conducteurs, céramiques, phases MAX).
Liste non exhaustive de publications récentes sur cette thématique:
- Evolution of the properties of helium nanobubbles during in situ annealing probed by spectrum imaging in the transmission electron microscope
K. Alix et al., Phys. Rev. B 97 (2018) 104102. DOI: 10.1103/PhysRevB.97.104102 - Effect of surface oxidation on hydrogen absorption in Ti-6Al-4V alloy studied by elastic recoil detection (ERD), X-ray diffraction and nanohardness techniques,
M. Topic et al., The Journal of Alloys and Compounds 740 (2018) 879–886. DOI:10.1016/j.jallcom.2017.11.269 - 6H-SiC-Fe Nanostructures Studied by Atom Probe Tomography
L. Diallo et al., IEEE Magnetic letters 09 (2018) 3103203. DOI: 10.1109/LMAG.2018.2829109 - Strain buildup in 4H-SiC implanted with noble gases at low dose
Jiang et al., Materials Today: Proceedings 5 (2018) 14722–14731 - Influence of argon-implantation on conventional and phototransferred thermoluminescence of synthetic quartz,
S. Nsengiyumva et al., Radiat. Eff. Defects Solids 171 (2016) 328–339. DOI:10.1080/10420150.2016.1194412 - Implantation damage in heavy gas implanted 4H-SiC
C. Jiang et al., Nucl. Inst. Methods B 374 (2016) 71. DOI: 10.1016/j.nimb.2016.01.002