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12 results on '"B. Ban-d'Etat"'

1. Sputtering of LiF and other halide crystals in the electronic energy loss regime

Author

Tim Seidl, Philippe Boduch, Christina Trautmann, Andreas Bergmaier, K.-O. Voss, Jie Liu, Florian Grüner, J.P. Stoquert, Jinglai Duan, Serge Della Negra, Daniel Severin, Walter Assmann, Markus Bender, D. Lelièvre, Aymann S. El-Said, Marcel Toulemonde, Hermann Rothard, B. Ban-d'Etat, Matériaux, Défauts et IRradiations (MADIR), Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Physique Nucléaire d'Orsay (IPNO), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)

Subjects
[PHYS]Physics [physics], Range (particle radiation), Yield (engineering), Materials science, 020502 materials, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Power law, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Ion, Elastic recoil detection, Condensed Matter::Materials Science, 0205 materials engineering, Sputtering, Atomic and Molecular Collisions, 0103 physical sciences, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Irradiation, Atomic physics, 010306 general physics, Beam (structure)
Abstract

International audience; Sputtering experiments were performed by irradiating LiF, NaCl, and RbCl crystals with various swift heavy ions like S, Ni, I, Au with energies between 60 and 210 MeV, C$_{60}$ clusters between 12 and 30 MeV or Pb ions between 730 and 6040 MeV. Sputtered species are collected on arc-shaped catchers and subsequently analyzed by elastic recoil detection analysis or Rutherford backscattering analysis. The study focuses on angular distributions and total yields for LiF and covers a broad range of experimental parameters including cleaved or rough sample surfaces, ion fluence, beam incident angles, and different ion velocities leading to electronic energy loss (S$_{e}$) values from 5 to 45 keV/nm. In most cases, the angular distribution has two components, a jet-like peak perpendicular to the surface sample superimposed on a broad isotropic cosine distribution whatever is the beam incident angle. The observation of the jet depends mainly on the surface flatness and angle of ion incidence. However, the jet does not appear clearly when irradiated with C$_{60}$ cluster. The sputtering yield is stoichiometric and characterized by huge total yields of up to a few 10$^{5}$ atoms per incident ion. The yield follows a power law as function of electronic energy loss, Y follows an exponential law with S$_{e}^{n}$ with n ~ 4. While the azimuthal symmetry for sputtering is observed at low ion velocity (~1 MeV/u), it seems to be lost at high velocity (>4 MeV/u). The data provide a comprehensive overview how the angular distribution and the total sputtering yield scale with the energy loss, beam incidence angle and ion velocity. Complementary experiments have been done with NaCl and RbCl targets confirming the observation made for LiF.[graphic not available: see fulltext][graphic not available: see fulltext]

Published
2020
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2. Highly active single-layer MoS2 catalysts synthesized by swift heavy ion irradiation

Author

Sebastian Kunze, Henrique Vázquez Muíños, Philipp Ernst, Carl H. Naylor, B. Ban-d’Etat, Beatriz Roldan Cuenya, Abdenacer Benyagoub, Lukas Madauß, Marika Schleberger, Yong-Wook Choi, Flyura Djurabekova, Oliver Ochedowski, Meng-Qiang Zhao, A. T. Charlie Johnson, Ioannis Zegkinoglou, Henning Lebius, Erik Pollmann, Universität Duisburg-Essen [Essen], Ruhr-Universität Bochum [Bochum], Helsinki Institute of Physics and Department of Physics, Department of Physics and Astronomy [Philadelphia], University of Pennsylvania [Philadelphia], Matériaux, Défauts et IRradiations (MADIR), Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Interface Science [Berlin], Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft (FHI), Max Planck Society-Max Planck Society, Universität Duisburg-Essen = University of Duisburg-Essen [Essen], University of Pennsylvania, Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Department of Physics

Subjects
GRAPHENE, MECHANISM, Materials science, Ion beam, 116 Chemical sciences, SULFUR VACANCIES, EFFICIENT, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, Photochemistry, Electrochemistry, 114 Physical sciences, 01 natural sciences, law.invention, Catalysis, chemistry.chemical_compound, Swift heavy ion, MOLYBDENUM-DISULFIDE, law, General Materials Science, Irradiation, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], Molybdenum disulfide, [PHYS]Physics [physics], SITES, HYDROGEN EVOLUTION, Graphene, 021001 nanoscience & nanotechnology, Sulfur, 0104 chemical sciences, chemistry, 0210 nano-technology
Abstract

Two-dimensional molybdenum-disulfide (MoS2) catlysts can achieve high catalytic activity for the hydrogen evolution reaction upon appropriate modification of their surface. The intrinsic inertness of the compound´s basal planes can be overcome by either increasing the number of catalytically active edge sites or by enhancing the activity of the basal planes via controlled creation of sulfur vacancies. Here, we report a novel method of activating the MoS2 surface in this respect using swift heavy ion irradiation. The creation of nanometer-scale structures by the ion beam, in combination with the partial sulfur depletion of the basal planes, leads to a large increase of the number of low-coordinated Mo atoms, which can form bonds with adsorbing species. This results in a decreased onset potential for hydrogen evolution, as well as in a significant enhance of the electrochemical current density by over 160% as compared to an identical but non-irradiated MoS2 surface.

Published
2018
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3. Defect engineering of single- and few-layer MoS 2 by swift heavy ion irradiation

Author

Carl H. Naylor, B. Ban-d'Etat, Lukas Madauß, Henning Lebius, Marika Schleberger, Oliver Ochedowski, Jani Kotakoski, A. T. Charlie Johnson, Fachbereich Physik [Duisburg], Universität Duisburg-Essen [Essen], Matériaux, Défauts et IRradiations (MADIR), Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Physics Department, University of Pennsylvania, U. of Penn., University of Vienna [Vienna], Universität Duisburg-Essen = University of Duisburg-Essen [Essen], Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Materials science, 02 engineering and technology, Substrate (electronics), 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Swift heavy ion, General Materials Science, Irradiation, defects, Range (particle radiation), irradiation, business.industry, MoS 2, Mechanical Engineering, Bilayer, technology, industry, and agriculture, Defect engineering, General Chemistry, Physik (inkl. Astronomie), 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 0104 chemical sciences, Mechanics of Materials, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Optoelectronics, 0210 nano-technology, business, Layer (electronics)
Abstract

International audience; Wehave investigated the possibility to use swift heavy ion irradiation for nano-structuring supported and freestanding ultra-thin MoS2 samples. Our comprehensive study of the ion-induced morphological changes in various MoS2 samples shows that depending on the irradiation parameters a multitude of extended defects can be fabricated. These range from chains of nano-hillocks in bulk-like MoS2, and foldings in single and bilayer MoS2, to unique nano-incisions in supported and freestanding single layers of MoS2. Our data reveals that the primary mechanism responsible for the incisions in the ultrathin supported samples is the indirect heating by the SiO2 substrate.We thus conclude that an energy of less than 2 keV pernmtrack length is sufficient to fabricate nano-incisions in MoS2 which is compatible with the use of the smallest accelerators.

Published
2017
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4. Fabrication of nanoporous graphene/polymer composite membranes

Author

Jens Schumacher, Christina Trautmann, Lukas Madauß, Marika Schleberger, Mathias Ulbricht, Jens Meyer, Mandakranta Ghosh, Oliver Ochedowski, Maria Eugenia Toimil-Molares, Henning Lebius, B. Ban-d'Etat, Rob G.H. Lammertink, Department of Physics and Center for Nanointegration, University of Duisburg-Essen (CENIDE), Center for Nanointegration Duisburg-Essen (CeNIDE), Universität Duisburg-Essen = University of Duisburg-Essen [Essen], Institute for Nanotechnology (MESA+), University of Twente, Matériaux, Défauts et IRradiations (MADIR), Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GSI Materialforschung, Helmholtz zentrum für Schwerionenforschung GmbH (GSI), Universität Duisburg-Essen [Essen], University of Twente [Netherlands], Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Soft matter, Fluidics and Interfaces

Subjects
chemistry.chemical_classification, Materials science, Graphene, Nanoporous, Ion track, Graphene foam, Nanotechnology, 02 engineering and technology, Polymer, Physik (inkl. Astronomie), 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Isotropic etching, 0104 chemical sciences, law.invention, Membrane, chemistry, law, 2023 OA procedure, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], General Materials Science, 0210 nano-technology, Graphene oxide paper
Abstract

International audience; Graphene is currently investigated as a promising membrane material in which selective pores can be created depending on the requirements of the application. However, to handle large-area nanoporous graphene a stable support material is needed. Here, we report on composite membranes consisting of large-area single layer nanoporous graphene supported by a porous polymer. The fabrication is based on ion-track nanotechnology with swift heavy ions directly creating atomic pores in the graphene lattice and damaged tracks in the polymer support. Subsequent chemical etching converts the latent ion tracks in the supporting polymer foil, here polyethylene terephthalate (PET), into open microchannels while the perfectly aligned pores in the graphene top layer remain unaffected. To avoid unintentional damage creation and delamination of the graphene layer from the substrate, the graphene is encapsulated by a protecting poly(methyl methacrylate) (PMMA) layer. By this procedure a stable composite membrane is obtained consisting of nanoporous graphene (coverage close to 100%) suspended across selfaligned track-etched microchannels in a polymer support film. Our method presents a facile way to create high quality suspended graphene of tunable pore size supported on a flexible porous polymeric support, thus enabling the development of membranes for fast and selective ultrafiltration separation processes.

Published
2017
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5. Folding two dimensional crystals by swift heavy ion irradiation

Author

Lara Brökers, B. Ban-d'Etat, Henning Lebius, Hanna Bukowska, Victor M. Freire Soler, Oliver Ochedowski, Marika Schleberger, Fachbereich Physik [Duisburg], Universität Duisburg-Essen [Essen], University of Barcelona, Matériaux, Défauts et IRradiations (MADIR), Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU), Universität Duisburg-Essen = University of Duisburg-Essen [Essen], Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Nuclear and High Energy Physics, Materials science, Hexagonal crystal system, Graphene, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Ion, law.invention, Folding (chemistry), Crystal, Swift heavy ion, Chemical physics, law, 0103 physical sciences, Mechanical strength, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Irradiation, Atomic physics, 010306 general physics, 0210 nano-technology, Instrumentation
Abstract

International audience; Ion irradiation of graphene, the showcase model of two dimensional crystals, has been successfully applied to induce various modifications in the graphene crystal. One of these modifications is the formation of origami like foldings in graphene which are created by swift heavy ion irradiation under glancing incidence angle. These foldings can be applied to locally alter the physical properties of graphene like mechanical strength or chemical reactivity. In this work we show that the formation of foldings in two dimensional crystals is not restricted to graphene but can be applied for other materials like MoS2 and hexagonal BN as well. Further we show that chemical vapour deposited graphene forms foldings after swift heavy ion irradiation while chemical vapour deposited MoS2 does not.

Published
2014
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6. Detecting swift heavy ion irradiation effects with graphene

Author

S. Akcöltekin, Marika Schleberger, Oliver Ochedowski, Henning Lebius, B. Ban-d‘Etat, Fachbereich Physik [Duisburg], Universität Duisburg-Essen [Essen], Matériaux, Défauts et IRradiations (MADIR), Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU), Universität Duisburg-Essen = University of Duisburg-Essen [Essen], Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Nuclear and High Energy Physics, Materials science, Analytical chemistry, FOS: Physical sciences, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, law.invention, Swift heavy ion, law, 0103 physical sciences, Irradiation, Graphite, 010306 general physics, Instrumentation, Condensed Matter - Materials Science, Graphene, Atomic force microscopy, Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), Physik (inkl. Astronomie), 021001 nanoscience & nanotechnology, Ion fluence, Exfoliation joint, Single layer graphene, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Atomic physics, 0210 nano-technology
Abstract

In this paper we show how single layer graphene can be utilized to study swift heavy ion (SHI) modifications on various substrates. The samples were prepared by mechanical exfoliation of bulk graphite onto SrTiO$_3$, NaCl and Si(111), respectively. SHI irradiations were performed under glancing angles of incidence and the samples were analysed by means of atomic force microscopy in ambient conditions. We show that graphene can be used to check whether the irradiation was successful or not, to determine the nominal ion fluence and to locally mark SHI impacts. In case of samples prepared in situ, graphene is shown to be able to catch material which would otherwise escape from the surface., 10 pages, 3 figures

Published
2013
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7. An innovative experimental setup for the measurement of sputtering yield induced by keV energy ions

Author

P. Salou, Abdenacer Benyagoub, T. Langlinay, B. Ban-d’Etat, D. Lelièvre, Henning Lebius, Matériaux, Défauts et IRradiations (MADIR), Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Auger electron spectroscopy, Materials science, Ultra-high vacuum, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, Tungsten, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, 010305 fluids & plasmas, Highly oriented pyrolytic graphite, chemistry, Sputtering, 0103 physical sciences, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Graphite, Irradiation, Atomic physics, 0210 nano-technology, Instrumentation, Beam (structure)
Abstract

International audience; An innovative experimental equipment allowing to study the sputtering induced by ion beam irradiation is presented. The sputtered particles are collected on a catcher which is analyzed in situ by Auger electron spectroscopy without breaking the ultra high vacuum (less than 10−9 mbar), avoiding thus any problem linked to possible contamination. This method allows to measure the angular distribution of sputtering yield. It is now possible to study the sputtering of many elements such as carbon based materials. Preliminary results are presented in the case of highly oriented pyrolytic graphite and tungsten irradiated by an Ar+ beam at 2.8 keV and 7 keV, respectively.

Published
2013
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8. The Neutrons For Science facility at SPIRAL-2

Author

Julien Taieb, T. Materna, A. Chatillon, I. Thfoin, L. Perrot, Stanislav Simakov, T. Caillaud, X. Ledoux, Eric Bauge, A. Takibayev, Eva Simeckova, Andreas Oberstedt, Cecilia Gustavsson, B. Jacquot, Jan Novák, Danas Ridikas, A. G. Smith, G. Rudolf, B. Ban-d'Etat, Marilena Avrigeanu, D. Dore, V. Blideanu, J.M. Ramillon, C. Borcea, A. Klix, F. Gunsing, L. Giot, F. Farget, G. Bélier, I. Tsekhanovich, Diego Tarrio, J. C. Sublet, S. Czajkowski, Stephan Pomp, Olivier Serot, Beatriz Jurado, S. Bouffard, Muriel Fallot, G. Ban, O. Landoas, P. Dessagne, Stephan Oberstedt, J. Mrazek, François-René Lecolley, S. Guillous, Mitja Majerle, C. Varignon, S. Panebianco, Emmanuel Balanzat, Vlad Avrigeanu, M. Kerveno, Kaj Jansson, J.L. Lecouey, L. Audouin, B. Rossé, L. Tassan-Got, M. Aïche, T. Granier, G. Barreau, F. Negoita, Ulrich Fischer, Nathalie Marie, Pavel Bem, A. J. M. Plompen, DAM Île-de-France (DAM/DIF), Direction des Applications Militaires (DAM), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Grand Accélérateur National d'Ions Lourds (GANIL), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan (CENBG), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Physique Nucléaire d'Orsay (IPNO), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de physique corpusculaire de Caen (LPCC), Normandie Université (NU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), and Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Physics, Nuclear and High Energy Physics, High intensity, Nuclear Theory, Nuclear data, Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics, [PHYS.NEXP]Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex], 7. Clean energy, Ion, Nuclear physics, Component (UML), Physics::Accelerator Physics, Neutron, Spiral (railway), Nuclear Experiment, Astrophysics::Galaxy Astrophysics
Abstract

The Neutrons For Science (NFS) facility is a component of SPIRAL-2 laboratory under construction at Caen (France). SPIRAL-2 is dedicated to the production of high intensity Radioactive Ions Beams (RIB). It is based on a high-power linear accelerator (LINAG) to accelerate deuterons beams in order to produce neutrons by breakup reactions on a C converter. These neutrons will induce fission in 238U for production of radioactive isotopes. Additionally to the RIB production, the proton and deuteron beams delivered by the accelerator will be used in the NFS facility. NFS is composed of a pulsed neutron beam and irradiation stations for cross-section measurements and material studies. The beams delivered by the LINAG will allow producing intense neutron beams in the 100 keV-40 MeV energy range with either a continuous or quasi-mono-energetic spectrum. At NFS available average fluxes will be up to 2 orders of magnitude higher than those of other existing time-of-flight facilities in the 1 MeV - 40 MeV range. NFS will be a very powerful tool for fundamental physics and application related research in support of the transmutation of nuclear waste, design of future fission and fusion reactors, nuclear medicine or test and development of new detectors. The facility and its characteristics are described, and several examples of the first potential experiments are presented., JRC.D.4-Standards for Nuclear Safety, Security and Safeguards

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2013
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9. SPORT: A new sub-nanosecond time-resolved instrument to study swift heavy ion-beam induced luminescence - Application to luminescence degradation of a fast plastic scintillator

Author

F. Ropars, Amine Cassimi, T. Madi, B. Ban-d’Etat, Isabelle Monnet, Jean Marc Ramillon, Clara Grygiel, Emmanuel Balanzat, Henning Lebius, Emmanuel Gardés, F. Durantel, Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU), Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Time-resolved spectroscopy, Nuclear and High Energy Physics, Materials science, Physics - Instrumentation and Detectors, Physics::Instrumentation and Detectors, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, FOS: Physical sciences, 02 engineering and technology, Ion-beam induced luminescence, Scintillator, 01 natural sciences, Ion, Swift heavy ion irradiation, Swift heavy ion, 0103 physical sciences, [SDU.STU.VO]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Volcanology, Stopping power (particle radiation), Irradiation, Instrumentation, Quenching, Radiation hardness, Plastic scintillator, Scintillation, Condensed Matter - Materials Science, 010308 nuclear & particles physics, Radiochemistry, Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), Instrumentation and Detectors (physics.ins-det), 021001 nanoscience & nanotechnology, Atomic physics, 0210 nano-technology, Luminescence
Abstract

We developed a new sub-nanosecond time-resolved instrument to study the dynamics of UV-visible luminescence under high stopping power heavy ion irradiation. We applied our instrument, called SPORT, on a fast plastic scintillator (BC-400) irradiated with 27-MeV Ar ions having high mean electronic stopping power of 2.6 MeV/\mu m. As a consequence of increasing permanent radiation damages with increasing ion fluence, our investigations reveal a degradation of scintillation intensity together with, thanks to the time-resolved measurement, a decrease in the decay constant of the scintillator. This combination indicates that luminescence degradation processes by both dynamic and static quenching, the latter mechanism being predominant. Under such high density excitation, the scintillation deterioration of BC-400 is significantly enhanced compared to that observed in previous investigations, mainly performed using light ions. The observed non-linear behaviour implies that the dose at which luminescence starts deteriorating is not independent on particles' stopping power, thus illustrating that the radiation hardness of plastic scintillators can be strongly weakened under high excitation density in heavy ion environments., Comment: 5 figures, accepted in Nucl. Instrum. Methods B

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2013
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10. Electronic sputtering of LiF by Krypton (10 MeV/u): size dependent energy distributions of Li+(LiF)n clusters

Author

B. Ban-d'Etat, J.M. Ramillon, Hussein Hijazi, Philippe Boduch, E. F. da Silveira, T. Langlinay, L. S. Farenzena, T. Been, I. Alzaher, Amine Cassimi, F. Ropars, Henning Lebius, Hermann Rothard, Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro (PUC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), and Normandie Université (NU)

Subjects
Materials science, Krypton, [PHYS.PHYS.PHYS-ATM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atomic and Molecular Clusters [physics.atm-clus], chemistry.chemical_element, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Atomic and Molecular Physics, and Optics, 010305 fluids & plasmas, Ion, chemistry, Sputtering, 0103 physical sciences, Thermal, Cluster (physics), [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Atomic physics, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], 010306 general physics, Ejecta, Spectroscopy, Energy (signal processing), ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

A combination of imaging techniques (XY) and time-of-flight (TOF) spectroscopy was used to measure the complete velocity vector of sputtered positive secondary ions in collisions of Kr33+ (10.1 MeV/u) with well-prepared LiF single crystals in the electronic stopping regime. The energy distributions N(E) of the cluster ions (LiF) n Li+ (n ≥ 0) depend on the size of the ejecta: the maximum is slightly shifted towards lower energy with increasing cluster size n. The measured energy distributions of emitted cluster ions can be fitted by a Maxwell-Boltzmann function N(E) = AEexp(−βE). This could be an indication that the processes generating the sputtering are compatible with a thermal origin.

Published
2012
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11. Electronic sputtering: angular distributions of (LiF)nLi+ clusters emitted in collisions of Kr (10.1 MeV/u) with LiF single crystals

Author

J.M. Ramillon, Amine Cassimi, F. Ropars, Hermann Rothard, T. Been, Henning Lebius, Hussein Hijazi, Philippe Boduch, E. F. da Silveira, L. S. Farenzena, I. Alzaher, B. Ban-d'Etat, Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Departamento de Física [Universidade Federal de Santa Catarina], Universidade Federal de Santa Catarina = Federal University of Santa Catarina [Florianópolis] (UFSC), Pontifícia Universidade Católica, Departamento de Física (PUC), Pontifícia Universidade Católica, Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Lebius, Henning

Subjects
Physics, Jet (fluid), SIMPLE (dark matter experiment), Ion beam, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Atomic and Molecular Physics, and Optics, [PHYS.COND.CM-MS] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Ion, Sputtering, 0103 physical sciences, Cluster (physics), Perpendicular, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Atomic physics, 010306 general physics, 0210 nano-technology, Spectroscopy, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

A combination of imaging techniques (XY) and time-of-flight (TOF) spectroscopy was used to measure the complete velocity vector of sputtered positive secondary ions in collisions of Kr33+ (10.1 MeV/u) with well prepared LiF single crystals in the electronic stopping regime. The angular distributions of (LiF) n Li+ clusters become broader with increasing cluster size n. This could be an indication of contributions from different ejection mechanisms. The experimental secondary ion angular distributions can be fitted by a simple cosine function of the type N(θ) = A cos m (θ), but it does not reproduce the shape of the jet-like structure observed for the emission of neutral LiF particles perpendicular to the ion beam. Therefore, the cluster emission hypothesis does not explain in a simple way the observed narrow jet.

Published
2012

12. Projectile charge and velocity effect on U$O_2$ sputtering in the nuclear stopping regime

Author

Hermann Rothard, F. Haranger, Ph. Boduch, S. Bouffard, Henning Lebius, L. Maunoury, B. Ban-d’Etat, Centre Interdisciplinaire de Recherche Ions Lasers (CIRIL), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), and Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Physics, Ion radiation effects, Physics::Instrumentation and Detectors, Projectile, Astrophysics::High Energy Astrophysical Phenomena, Atomic molecular and ion beam impact and interactions with surfaces, Charge (physics), Plasma, Kinetic energy, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Potential energy, Atomic and Molecular Physics, and Optics, 010305 fluids & plasmas, Ion, Other topics in atomic and molecular collision processes and interactions, Sputtering, [PHYS.COND.CM-GEN]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Other [cond-mat.other], 0103 physical sciences, 34.90.+q, 61.80.Jh, 79.20.Rf, Collision cascade, Atomic physics, 010306 general physics
Abstract

Angular distributions and yields of uranium sputtered by slow highly charged Xeq+ ions (kinetic energy $1.5~{\rm keV}\le E_{k}\le 81$ keV, charge state 1≤q≤25) from UO2 were measured by means of the catcher technique. A charge state effect on the sputtering process is observed at 8 and 81 keV. A deviation from a Acosθ shape (the linear collision cascade theory) is observed in case of Xeq+ impinging a UO2 surface at Ek=8 keV. Yields increase linearly with projectile charge state q thus clearly revealing the contribution of potential energy to the sputtering process. In addition, as the kinetic energy of a Xe10+ projectile decreases from 81 keV to 1.5 keV, a velocity effect is clearly observed on the angular distribution.

Published
2006
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