Évaluation théorique de la pulvérisation cathodique isotrope

Abstract
This paper constitutes the first part of a theoretical study of the emission of secondary ions upon impact of rare gase ions (energy of some keV) on métal targets. We developed a model which allows us to describe the ejection of randomly displaced particles during the cascades following the bombardment. This emission, which has an isotropic feature ("erratic emission"), is to be differentiated from the focussing collision émission ; this émission is responsible for the ejection of atoms outside the closed packed directions of the lattice. Afterwards our model was checked by comparison with experimental results. Then we proposed a formation mecanism of secondary ions from the internal electronic excitation created during violent impacts on some atoms of the cascade in the metal ; by introducing the average life time of such an excitation we show that the proposed model of the erratic emission can be easily adapted to a study of secondary ion emission.

Résumé
Cet article constitue la première partie d'une étude théorique de l'émission ionique secondaire provoquée par l'impact, sur des cibles métalliques, d'ions de gaz rares d'une énergie de quelques kiloélectron-volts. Dans ce but, nous développons un modèle qui permet de décrire l'éjection des particules déplacées au hasard, au cours des cascades de chocs provoquées par le bombardement. Cette émission, à caractère isotrope (« émission erratique »), se différencie de l'émission par chaînes de collisions focalisées ; c'est à elle que l'on doit l'expulsion d'atomes en dehors des directions denses du réseau. Un contrôle de la validité de notre modèle a ainsi été obtenu par comparaison aux résultats expérimentaux. Nous proposons ensuite un mécanisme de formation d'ions secondaires à partir d'une excitation électronique interne créée au cours d'un choc violent sur certains atomes de la cascade dans le métal ; en introduisant le temps de vie moyen d'une telle excitation, on montre que le modèle de l'émission erratique proposé peut être aisément adapté dans une étude de l'émission ionique secondaire.