Contribution au développement des sources d’ions de type Résonance Cyclotronique Electronique Applications des ions multichargés à des expériences de Physique Atomique et des Surfaces

Les sources d’ions de type RCE sont issues de la recherche sur la fusion et ont, en quelques sorte, révolutionnées le domaine des sources d’ions. Elles possèdent une durée de vie et des performances, aussi bien en termes de production d’états de charge qu’en intensité électrique, qui ont fait leur succès sur les accélérateurs de particules comme dans l’industrie.

Dans ce mémoire, j’ai exposé les travaux réalisés sur les sources d‘ions de type RCE qui ont été développées au laboratoire GANIL ainsi que les applications de celles-ci. La partie source d’ions regroupe les études réalisées et les résultats obtenus sur les sources d’ions elles-mêmes: nouvelle structure magnétique à symétrie de révolution permettant la production d’ions multichargés ; étude spectroscopique dans le domaine visible du plasma RCE de la source MONO1000 démontrant une corrélation entre la production de neutres excités et la zone de résonnance RCE ; étude du mode pulsé « Afterglow » sur des ions hydrogénoïdes et nus mettant en avant des gains importants par rapport au mode continu ; mise en place d’une nouvelle méthode d’extraction des ions augmentant la brillance d’un faisceau d’ions, démonstration a été faite avec un faisceau Kr¹⁺ et pour finir une étude sur de nouveaux procédés de production d’ions phosphores et agrégats de carbones.

Par la suite j’ai exposé trois applications des faisceaux d’ions multichargés : production de faisceaux d’ions multichargés mais de taille micrométrique ; utilisation de faisceaux d’ions multichargés pour le traitement de surface ; emploi de faisceaux d’ions multichargés comme sonde « douce » pour étudier les objets moléculaires fullerène, agrégats de fullerène et biomolécules.