Published March 1988 | Version v1
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Stimulated desorption induced by hydrogen aggregates (E ≤120 keV/u) and by heavy ions (E ≤ 400 keV/u). Analytical applications

Description

This work presents an original group of results on stimulated desorption induced by Hn+ clusters (n up to 61) at 600 keV on insulating samples. This phenomenom has been applied to surface microanalysis using both these particles and MeV argon ions. A time of flight spectrometer is used for the secondary ion detection. As far as clusters are concerned and for CsI material it is shown that the Cs+ yield varies quadratically with the stopping power for these cluster, both above and below the BOHR velocity, v0. Such a trend is based on a coherent interpretation of the role of collective and individual interactions leading to the energy deposit. The study of H+ variation is not only in agreement with this interpretation but also gives some new informations on the interaction below v0. As for the organic material, phenylalanine, we show the qualitative applicability of the model of intact molecule desorption from the periphery of the primary particle track. The high values of the measured ion yields (up to 100%), allows the use of low intensity ion beams using collimators of 2 μm diameter. The optimum lateral resolution has not been obtained with clusters due to technical limitations, but with the Ar ion irradiation system; a value of 10 μm has been obtained. On the other hand, marked differences have been observed between various alkali compounds, for which we make a tentative interpretation. Finally the evolution of desorption yields with the particle fluence constitutes an insight into the role played by the energy density on material modification under irradiation

Availability note (English)

MF available from INIS under the Report Number.

Abstract (French)

Ce travail presente les premiers resultats jamais obtenus sur la desorption induite par des agregats d'hydrogene jusqu'a la masse 61 et d'energie 600 keV sur des echantillons isolants, ainsi que l'application du phenomene au developpement d'une methode de microanalyse de surface a partir de ces particules et des ions argon de quelques MeV. Les ions emis sont detectes par temps de vol. En ce qui concerne les agregats, pour le materiau inorganique CsI, nous montrons que le rendement de Cs+ evolue comme le carre du pouvoir d'arret moyen pour l'agregat, y compris au-dessous de la vitesse de Bohr, v0. Ce resultat a pu etre mis en evidence a partir d'une interpretation coherente du role des contributions collectives et individuelles dans le depot d'energie de l'agregat. Ces interpretations sont etayees par l'etude du rendement de l'ion H+ dont la desorption superficielle permet une meilleure connaissance de l'interaction au-dessous de v0. Pour le materiau organique phenylalanine nous montrons que le modele de desorption de molecules non fragmentees, induite a la peripherie de la trace primaire, est qualitativement applicable. Les valeurs elevees des rendements ioniques (jusqu'a plus de 100%) autorisent l'emploi de faisceaux de tres faible intensite collimates jusqu'a 2 μm de diametre. La meilleure resolution laterale n'a pu etre obtenue avec les agregats par suite de limitations experimentales mais aussi avec des ions Ar, pour lesquels ce parametre a ete mesure a 10 μm. Parallelement une etude comparative de differents composes alcalins a montre des differences marquees dont nous avons tente l'interpretation. Enfin, l'evolution des rendements en fonction de la fluence a permis de preciser le role de la densite d'energie sur la modification du materiau

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Original title (French)
Desorption stimulee induite par des agregats d'hydrogene (E ≤ 120 keV/u) et des ions lourds (E ≤ 400 keV/u). Applications analytiques

Publishing Information

Imprint Pagination
106 p.
Report number
LYCEN-T--8809