Implanteur ionique 190kV IRMA

Avec sa source Bernas-Nier, IRMA a la possibilité de fournir des faisceaux de 65 éléments chimiques différents, avec des énergies allant de 5 à 590 keV. Avec des flux pouvant dépasser les 1E13 at/(s*cm2), le large choix d’éléments chimique permet d’envisager divers travaux tels que le dopage de semi-conducteurs, l’implantation de terres-rares dans des cellules solaires, la création de précipités, la création de défauts ou l’incorporation de gaz. Son couplage avec l’accélérateur d’ions ARAMIS permet l’analyse par RBS/C in situ des modifications induites dans le matériau par l’implantation ionique. Son couplage avec ARAMIS et le MET permet des expériences de co-irradiations et observations à l’échelle nanométrique uniques au monde.

Programme scientifique Plateformes IN2P3 en opération (hors programme de recherche) (MDIS)
Catégories Irradiation Faisceaux de protons Accélérateur Implantation ionique Caractérisations in situ
Référence plateforme SCALP (IN2P3-30-PF-010-1001)
Ouvert aux académiques Oui
Ouvert aux industriels Oui
Mots-clés Implantation Irradiation Ion IBA Analyse par faisceaux d’ions in situ
Contact Cyril BACHELET / cyril.bachelet@csnsm.in2p3.fr / 01 69 15 48 60

Les autres instruments et services associés à la plateforme SCALP

Accélérateur d'ions 2MV ARAMIS

Doté d’une source positive, d’une source négative et de porte-objets variés, l’accélérateur ARAMIS 2MV permet d’effectuer un large panel d’études d’irradiation ionique et de synthèse de matériaux. Les 35 éléments chimiques disponibles permettent d’effectuer des études d’endommagement en « auto-irradiation » (sans pollution chimique), avec des flux entre 1E9 et 1E12 at/(s*cm2), et des masses allant de 1 à 197 UMA, à des énergies comprises entre 100 keV et 11 MeV. Cette gamme de faisceaux d’ions permet également de larges possibilités de dopage de matériaux jusqu’à une profondeur d’une dizaine de µm. Equipé d’un goniomètre 4 axes, de détecteurs SDD et germanium, les techniques d’analyses par faisceau d’ions (telles que RBS, RBS/C, PIXE, PIGE, ERDA) permettent la quantification élémentaire de matériaux, avec une discrimination en profondeur, ainsi que l’étude de défauts dans les matériaux cristallins. Le couplage avec l’implanteur ionique IRMA permet l’analyse in situ d’effets d’irradiation dans un matériau. Le couplage avec le MET permet l’étude à l’échelle nanométrique et en direct de l’évolution des modifications induites par les ions dans un matériau.

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Formation Analyse de matériaux par Microscope Electronique en Transmission (in situ avec des ions)

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Formation Implantation/Irradiation de matériaux

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Microscope Electronique en Transmission 200kV MET

D’une résolution de 0.27nm, le MET est doté d’un filament LaB6 et de caméras 2K et grand angle. Il possède une large gamme d’équipements d’analyse tels que l’EDX, le Gatan Image Filter (EELS - EFTEM) et le mode STEM (BF - DF - HAADF), permettant l’analyse chimique et structurale de matériaux à l’échelle nanométrique. Différents portes-échantillons, bénéficiant de simple ou double tilts, fonctionnent à des températures entre -170°C et 1000°C. Possibilité de couplage avec ARAMIS et/ou IRMA, quasi-unique au monde de part la diversité des ions et énergies disponibles, connu sous le nom de JANNuS-Orsay, pour étudier in situ à l’échelle nanométrique l’évolution des modifications microstructurales et chimiques dans un matériau induites par un ou deux faisceaux d’ions simultanés. Il existe un Groupement d’Intérêt Scientifique JANNuS avec la plateforme JANNuS-Saclay (triple faisceau au CEA Saclay).

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Séparateur d’isotopes 60kV SIDONIE

Accélérateur permettant la production de cibles isotopiquement pures. D’une résolution R>1000, SIDONIE permet une séparation d’isotopes avec un taux d’impuretés inférieur à 10 5, de 65 éléments différents. SIDONIE permet la création de cibles par implantation ionique dans un matériau, ou par dépôt grâce à son système de décélération. Les courants disponibles permettent d’obtenir des fluences supérieures à 1E18 cm-2 par jour. SIDONIE est utilisé pour la création de cibles pour la physique nucléaire fondamentale, la création d’étalons, et la fourniture d’isotopes, avec une pureté inégalée, pour des intérêts médicaux.

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