Détermination expérimentale des concentrations d’éléments légers (C, O) à l’état de traces dans des cibles solides d’oxydes en couches minces via la technique nucléaires d’analyse par faisceaux d’ions (RBS, NRA)

Abstract

Les méthodes d’analyse par faisceau d’ions, issues de la physique nucléaire, trouvent de nombreuses applications en physique des matériaux, radioprotection et physique médicale. Elles reposent sur l’interaction entre des ions rapides et les atomes du matériau, permettant de récolter des informations détaillées sur l’épaisseur, la stœchiométrie et la composition élémentaire. Les techniques RBS et NRA permettent de déterminer expérimentalement les concentrations d’éléments légers comme le carbone et l’oxygène dans des cibles solides d’oxydes telles que SiO 2 /Si et SnO 2 /Bi/Si. Le dioxyde de silicium, en particulier, est largement utilisé dans diverses applications technologiques en raison de sa résistance aux environnements de rayonnements intenses. La technique NRA est particulièrement efficace pour détecter et quantifier les éléments légers et leurs isotopes, malgré sa sensibilité variable. Les expériences réalisées ont permis de recueillir des données précieuses pour l’amélioration des techniques d'analyse des matériaux par faisceau d’ions, démontrant l’efficacité et les défis associés à la NRA et à la RBS. Les résultats obtenus ouvrent de nouvelles perspectives pour l’optimisation des procédés de fabrication et la caractérisation des matériaux complexes. Mots clés : Techniques Nucléaires, Spectrométrie de Rétrodiffusion de Rutherford (RBS), Analyse par Réactions Nucléaires (NRA), Stœchiométrie, épaisseur, concentrations élémentaires.