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Andromede Construction d’un ensemble experimental |
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Dans le cadre du projet EQUIPEX ANDROMEDE,
le service R&D détecteurs a pris en charge l’étude et la
construction d’une grande partie de l’instrumentation dédiée à l’analyse
de surface. | |||
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L’élément central est la chambre EVE sur laquelle est installé un temps de vol associé à un détecteur multi-anode et un microscope à émission électronique (EEM). La nouveauté de ce dispositif est de pouvoir obtenir une image ionique sub-micrométrique sous vide d’une surface d’échantillon de dimensions millimétriques. Le point important de notre étude consiste à définir et à construire une enceinte UHV dans laquelle est placée un système de positionnement sub-micrométrique de l’échantillon, tout en garantissant l’absence de vibration pour l’EEM
et une perfection des qualités d’optiques ioniques qui sont développées
en collaboration avec le bureau d’études de la Division Accélérateurs. | ||
Etude de la chambre d’analyse | |||
Cette chambre d’analyse appelée EVE a été conçue
au bureau d’études et réalisée par la société MDC Vacuum. La conception
permettra de maintenir une pression d’environ 10-8 hPa en fonctionnement
avec des caractéristiques de vide propre de type UHV. La pression
limite obtenue au laboratoire pour cette enceinte est inférieure à 10-9
hPa. Equipée de
nombreux piquages pour recevoir les différents éléments décrits
dans l’image ci-dessus, elle est aujourd’hui installé au laboratoire.
L’intégration de l’ensemble des éléments se trouvant dans l’enceinte se
poursuit autour du porte échantillon qui est amené par la canne de
transfert présentée ci après. | |||
Positionnement XYZ sub-micrométrique du porte-échantillon | |||
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Les échantillons sont déposés au préalable sur un porte-échantillon d’une surface de 50x50 mm². De zone en zone, il faut pouvoir se déplacer en X&Y (plan
vertical) avec une reproductibilité correcte pour effectuer des
balayages. Chaque zone analysée s’effectue
sur une surface réduite de quelques centaines de micromètres où l’on doit avoir un pas de
déplacement d’au minimum 0.2 µm pour une reproductibilité
bidirectionnelle de 0.3µm. Le système de positionnement fourni par la société AXMO, fonctionne
sous vide et est équipé de moteurs PHYTRON et de règles optiques. Nous avons effectué des mesures thermiques sur le
moteur vertical sous vide afin de régler le courant de travail. Le but
est de minimiser l’effet de la dilatation thermique entre position de
repos et de travail. Nous avons procédé à la calibration en position des moteurs à l’aide de notre machine à mesurer tridimensionnelle et ainsi vérifié la reproductibilité de
positionnement et la précision absolue. | ||
Introduction de l’échantillon via une canne de transfert et un SAS d’introduction | |||
Les échantillons sont introduits dans la chambre par l’intermédiaire d’un SAS. La vidéo du fonctionnement de la canne de transfert montre une cinématique précise commandée depuis l’extérieur de la chambre. | |||
Positionnement XYZ sub-micrométrique du porte-échantillon | |||
![]() | Afin de vérifier la position de scanning des échantillons déposées au préalable, nous utilisons des caméras qui visualisent des mires en forme de grille sur le porte-échantillon. Ainsi le physicien peut confirmer depuis l’extérieur de la chambre et très rapidement, l’exactitude de la préparation. Pour nos mesures de calibration lors de l’installation, nous utilisons ces grilles au pas de 50 µm comme celle de l’image ci-contre pour définir la table de calibration. | ||
LAG - localisation à galettes micro canaux | |||
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La détection Multi-anode a été développée il y a une quinzaine
d’années et la dernière version produite date de 2002 et comportait 256
voies. Le service R&D Détecteurs a travaillé sur la jouvence de cette
détection pour trouver de nouveaux concepts. Des tests de dégazage, de
porosité sous vide, de fabrication et des mesures sur différents
matériaux ont été comparées. Cela a permis de confirmer l’utilisation
des anciens supports en verre époxy. Le service a ainsi assuré la conception du LAG sous une version 64
voies qui a été produite en 2013. Les tests effectués en 2013 et au
début 2014 ont validé la nouvelle conception. | ||
Définition CAO de l’ensemble expérimental | |||
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Contact : B. Genolini | |||
Publications et rapports : | |||
Liens : |
Institut de Physique Nucléaire Orsay - 15 rue Georges CLEMENCEAU - 91406 ORSAY (FRANCE) |
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