Maintenance d’un Microscope électronique à balayage pression variable (VPSEM):étude par la méthode de monte Carlo de l’interaction-matériau isolant AL2O3en présence de gaz

Abstract

Ce travail s‟intéresse essentiellement à la modélisation et à la simulation Monte Carlo de l'interaction électron- matière dans le microscope électronique à balayage à pression variable (VPSEM ) et à son effet sur le volume d‟interaction et sa conséquence sur la production des électrons rétrodiffusés, à partir de matériaux isolants, notamment les oxydes suivants: Al2O3et CuO. Nous avons choisi deux gaz ; l‟un l‟hélium, pour son excellente qualité en terme de minimisation de l‟élargissement du faisceau électronique (skirt), l‟autre, la vapeur d‟eau (H2O) pour ses bonnes performances en termes d‟efficacité d‟ionisation. En outre, ce gaz est parfois incontournable quand il s‟agit de l‟imagerie d‟objets hydratés. Notre étude montre que la présence du gaz n‟affecte pas la profondeur de pénétration des électrons dans le matériau mais augmente la dimension latérale de la poire d‟interaction. L‟étude systématique de la distribution des électrons rétrodiffusés a montré que la présence du gaz change cette distribution. En particulier, le rayon de sortie Rs est considérablement augmenté. De plus, il apparaît que la variation de la distance de travail (L) a peu d‟effet en présence d‟hélium, ce qui n‟est pas le cas de H2O. En présence d‟hélium, la résolution pour le signal des rétrodiffusés est quasiment indépendante de L. Abstract This work is mainly interested in the Monte Carlo modeling and simulation of the electronmatter interaction in the variable pressure scanning electron microscopy (VPSEM) and its effect on the interaction volume and its consequence on the production. Of the backscattered electrons, from insulating materials, in particular the following oxides: Al2O3 and CuO. We chose two gases; one helium, for its excellent quality in terms of minimizing the widening of the electron beam (skirt), the other, water vapor (H2O) for its good performance in terms of ionization efficiency . In addition, this gas is sometimes unavoidable when it comes to imaging hydrated objects. Our study shows that the presence of the gas does not affect the depth of penetration of electrons into the material but increases the lateral dimension of the interaction bulb. Systematic study of the distribution of backscattered electrons has shown that the presence of gas changes this distribution. In particular, the exit radius Rs is considerably increased. In addition, it appears that the variation of the working distance (L) has little effect in the presence of helium, which is not the case with H2O. In the presence of helium, the resolution for the backscattered signal is almost independent of working distance (L)