Modification et caractérisation des surfaces par bombardement ionique

Résumé
Les faisceaux ioniques énergétiques ont servi à doper les semi-conducteurs depuis plusieurs décennies. Moins bien diffusée est l'application de tels faisceaux pour modifier les propriétés tribologiques (microdurêté, usure abrasive, friction) et électrochimiques (corrosion, oxydation) des surfaces métalliques. On peut ainsi former de nouveaux alliages en surface, ainsi que de nouvelles structures, par exemple quasicristallines. Le bombardement ionique peut aussi modifier les propriétés optiques (indice de réfraction, réponse nonlinéaire) des verres et des polymères. Sur un autre plan, les faisceaux ioniques peuvent servir en tant que sondes afin de déterminer les profils de concentration absolue des éléments lourds (par rétrodiffusion Rutherford) ou légers (par détection des ions de recul élastique) dans les premiers micromètres de la surface. Quelques exemples récents de toutes ces applications seront présentés.

Abstract
Although energetic ion beams have been widely used for several decades to dope semiconductors, their application to the modification of the tribological (e.g., microhardness, abrasive wear, friction) and electrochemical (e.g., corrosion and oxidation) properties of metallic surfaces is less widespread. Such ion beams can be used to create new near-surface alloys or new types of structures, such as quasicrystals. The optical properties (such as refractive index or nonlinear response) of materials such as glasses and polymers can also be modified by ion bombardment. On another level, fast ion beams can also be used to probe surfaces by determining the absolute concentration profiles of either heavy elements (by Rutherford Backscattering Spectrometry) or light ones (by Elastic Recoil Detection Analysis). Some examples of these applications will be presented.