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Source d’ions mutichargés de Paris (SIMPA)

Contact : asur insp.jussieu.fr

L’équipe possède, en commun avec le Laboratoire Kastler – Brossel, une source d’ions qui est installée dans les locaux contigus à l’accélérateur Van De Graaf de l’INSP sur le campus de Jussieu à Paris.

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©INSP

Il s’agit d’une source de type SUPERNANOGAN commercialisée par la société PANTECHNIK permettant de produire des ions fortement multichargés (comme du néon ou de l’argon héliumoïde voire nu) ayant une énergie de plusieurs qkeV. Une ligne complète de transport des ions est également implémentée auprès de la source (solénoïde de focalisation, aimant d’analyse, déflecteurs électrostatiques et magnétostatiques) ce qui permet de conduire le faisceau d’ions jusque dans la zone d’interaction.

Cette ligne est en constante évolution et nous travaillons à l’heure actuelle pour monter un piège permettant notamment de ralentir fortement les ions en améliorant l’émission du faisceau.


Equipe Agrégats et Surfaces sous excitations intenses (ASUR)

La source SIMPA : présentation technique

Une fois extrait, ce faisceau est focalisé une première fois à l’aide d’un champ magnétique intense induit par un solénoïde dont la régulation en température est assurée par un système de refroidissement d’eau. Un jeu de fentes (horizontales et verticales) conditionne également la forme géométrique du faisceau avant la sélection en état de charge des ions.

Solénoïde pour la focalisation du faisceau extrait et fentes (horizontales et verticales). © INSP. Asur

Ensuite, un dipôle magnétique opère une sélection en q/m du faisceau incident afin d’obtenir des faisceaux d’ions contenant un état de charge (q) unique d’une seule espèce chimique. JPEG

Le faisceau en sortie du dipôle magnétique est alors à 90° du faisceau en sortie de la source. Depuis le remontage du dispositif expérimental en 2003, toute une palette de faisceaux d’ions ont été obtenus : néon (q < 10+), argon (q < 17+), krypton (q < 19+) et oxygène (q < 8+).
Aimant d’analyse en état de charge. © INSP. Asur
Enfin, ces ions sont guidés jusqu’à la chambre d’interaction par tout une série d’éléments d’optique ionique (déviateurs électrostatique et magnétique, lentille électrostatique du type Einzel) et le faisceau d’ions peut également être remis en forme par 2 jeux de fentes horizontale et verticale.

Toute la ligne de faisceaux (de l’injection à la chambre d’interaction) est maintenue sous un vide secondaire de l’ordre de 10-7 mbar par un ensemble complet de pompe turbo-moléculaire, cryogénique, ionique et primaire. De même, plusieurs capteurs permettent le contrôle du vide tout au long de la ligne du dispositif SIMPA. A l’heure actuelle, deux cages de Faraday (l’une située juste après l’aimant d’analyse et l’autre au niveau de la chambre d’interaction) permettent une mesure précise des courants de faisceaux d’ions produits sur le dispositif SIMPA. D’autre part, afin de contrôler la forme géométrique du faisceau d’ions au niveau de la chambre de collision, plusieurs mires (silicium, inox …) ont été montées et la fluorescence sur ces cibles est analysée à l’aide d’une caméra CCD.

Fluorescence d’un faisceau de Ne9+ sur une cible d’inox.

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