SFV - Societe Francaise du Vide

• Principes physiques mis en oeuvre
• Instrumentation
• Exploitation quantitative des résultats (sensibilité, précision, résolution spatiale...)
• Considérations sur la facilité de mise en oeuvre et le coût.

Introduction sur l'importance de problèmes de surfaces

• Quelques exemples concrets
• Présentation d'un tableau récapitulatif des types de problèmes posés relevant de la caractérisation de surface.

Présentation exhaustive des différentes techniques

• Spectroscopie d'électrons Auger
• Spectrométrie de masse d'ions secondaires (SIMS)
• Microscopie électronique à balayage et spectroscopie EDS
• Spectrométrie de rétro-diffusion d'ions Rutherford (RBS)
• Imagerie sur coupes par faisceaux d'ions (FIB)
• Spectroscopie de photo-électrons (XPS)
• Profilomètrie
• Microscopie à force atomique (AFM)
• Fluorescence X (TXRF)
  

Conclusion générale :

• Avantages et inconvénients de chaque technique pour un problème donné

Fournir les connaissances de vbase concernant la microscopie quantitative et les techniques récentes de traitement et d'analyse automatiques d'images.

L'accent sera mis sur l'utilisation pratique de ces techniques, notamment par l'intermédiaire de démonstrations, de travaux pratiques sur logiciel et d'études decas industriels.

Ce stage est destiné aux ingénieurs, techniciens supérieurs, chercheurs, débutant dans le domaine de la caractérisation quantitative des microstructures.  

Un contact préalable avec des analyseurs d'images est souhaitable mais non indispensable.

• Chaîne d'acquisition - traitelent - anallyse automatique d'images

• Principales opérations de traitement d'images

• Stéréologie et calculs d'erreurs

• Applications industrielles

• Démonstrations et travaux pratiques

• Spectroscopie : émission optique,sources diverses,caractéristiques de la source à décharge luminescente

• Optique :
  - systèmes d'éclairage, disperseurs, détecteurs
  - spectromètres : monochromateurs et polychromateurs

• Acquisition et traitement du signal :soutien informatique :

• Exemples d'installations : sources à décharge luminescente, polychromateurs

• Spectres :
  - raies, interférences et fond spectral
  - application à l'analyse élémentaire des matériaux : analyses qualitative et quantitative

• Analyse élémentaire : calibration,incertitudes,applications (analyse élémentaire quantitative en volume)

• Examen de divers matériaux simple couche ou multicouches (conducteurs et isolants)

• Analyse élémentaire de couches minces : caractéristiques de l'érosion par décharge luminescente,profil d'éléments en fonction de la profondeur,sources d'incertitudes,analyse quantitative

• Domaines d'application de la SDL : situation par rapport aux autres techniques d'analyse

Trois demi-journées sontconsacrées aux essais sur appareil.

Le nombre de participants est limité à 7.

Ce stage s'adresse aux techniciens de la recherche et de l'industrie concerné par l'exploitation et la maintenance d'installations sous vide (nucléaire, microélectronique, chimie, métallurgie, agroalimentaire...) ou par le contrôle de procédés sous pressions reduites (oxydation, nitruration, dépôts, ...).

Le stage consiste en un rappel des connaissances en chimie et physique nécessaires à une bonne compréhension de l'analyse des gaz jusqu'à la mise pratique d'approches quantitatives pour accéder à la composition de mélanges de gaz résiduels ou synthétiques.

COURS

• Bases physiques de l'ionisation des gaz
• Lignes d'introduction de gaz
• Spectromètre de masse quadripolaire appliquée à l'analyse des gaz :
  - Principe
  - Description et fonctionnement : sources d'ions, filtre quadripolaire (séparation, résolution, gamme de masses ...), détection et comptage.
• Analyse des gaz : identification des pics d'ions moléculaires, de fragmentation, multichargés, isotopiques dans les spectres de masse : optimisation des conditions d'analyse : analyses qualitative et quantitative.

TRAVAUX DIRIGES ET PRATIQUES

Travaux dirigés :

• Exploitation des spectres de masse : identification des constituants d'une atmosphère résiduelle ou de mélanges gazeux synthétiques (analyse qualitative).
• Calcul des fractions ioniques, moléculaires et pressions partielles : détermination des pressions réelles et de la composition de mélanges gazeux par l'utilisation de corrections de sections efficaces (analyse quantitative).

• Description de l'appareillage, acquisition de spectres de masse de gaz résiduels, de gaz purs (calibrage en sensibilité, taux de fragmentation, rapports isotopiques)
• Analyse quantitative de mélanges gazeux types (air, Ne-Ar).
• Détermination pratique des corrections de section efficace (jauge à membrane)
• Conclusions du stage : discussion des résultats, cas d'analyse soumis par les stagiaires...

Cette formation s'adresse aux ingénieurs, chercheurs et responsables de laboratoires désireux de mieux connaître les techniques d'analyse par faisceaux d'ions de haute énergie.

La première journée s'articulera autour de l'exposé des fondements théoriques des méthodes, puis la présentation détaillée de chacune des techniques, en s'appuyant sur des exemples concrets d'application à des problèmes industriels.

Le second jour sera consacré aux aspects techniques et opérationnels, sur les moyens mis en œuvre et leur accessibilité. Enfin, le stage se terminera par une visite des installations du Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan (CENBG), avecl'utilisation des outils et l'analyse d'objets en rapport avec les intérêts des participants.

COURS

• Interaction rayonnement matière
• Techniques analytiques et applica-tions industrielles
  - RBS / ERDA - PIXE - NRA
•  Le matériel mis en œuvre :
  - les accélérateurs de particules et leurs accès
  - Les détecteurs associés à la mesure
  - L'acquisition des données et les programmes de dépouillement

TRAVAUX PRATIQUES ET DEMONSTRATIONS

• Visite des installations du CENBG

• Mise en œuvre d'une technique d'analyse par faisceau d'ions

L'objectif de ce stage de trois jours et demi est de donner aux participants, ingénieurs et techniciens du milieu industriel et académique, les connaissances théoriques et l'expérience pratique qui leur permettront de sélectionner et d'exploiter la ou les techniques de caractérisation dont ils auront besoin pour résoudre un problème de surface ou de couches minces, lié à la fabrication ou à l'usage de matériaux. Les domaines d'applications sont larges en termes de matériaux (métalliques, semiconducteurs, oxydes, polymères), de phénomènes (corrosion, oxydation, adhésion, catalyse, tribologie), de secteurs industriels (automobile, aéronautique, électronique, chimie).

Aux formations théoriques et pratiques s'ajoute une séance questions-réponses au cours de laquelle les participants au stage pourront poser à l'animateur et aux intervenants des questions sur les problèmes spécifiques auxquels ils sont confrontés.

Ils seront ainsi orientés dans leur choix de la technique d'analyse des surfaces et des couches minces appropriée.

Introduction :
Pourquoi analyser les surfaces et les couches minces ?

Analyse chimique des surfaces par spectroscopiess électronique : spectroscopie de photoélectrons (XPS/ESCA), spectroscopie Auger (AES).

Analyse et imagerie des surfaces et des couches minces par spectrométrie ionique (SIMS).
Analyse topographique et structurale des surfaces par microscopie à champ proche : microscopie à effet tunnel (STM) et microscopie à force atomique (AFM).

Pour chacune des techniques, le plan du cours est le suivant :

• Principe
• Instrumentation
• Exploitation des résultats
• Exemples d'application

TRAVAUX PRATIQUES

• Démonstrations sur appareils (XPS, ToF-SIMS, STM et AFM)

• Travaux dirigés portant sur l'exploitation des données obtenues par XPS, ToF-SIMS, STM et AFM

Séances questions-réponses sur les préoccupations des participants (exemples de questions fréquemment posées : "Voici mon problème : ..., Y a-t-il une technique d'analyse des surfaces adaptée à la résolution de ce problème ? Où est-elle disponible ? Quel serait le coût des analyses ?...)

Formation organisée en partenariat avec Chimie ParisTech (ENSCP)