Spectromètre ToF-SIMS installé sur un MEB-FIB : atouts et limites d’utilisation.

Rémi MERCIER
Electricité de France - Direction Industrielle - Département Matériaux et Chimie
CNPE de Chinon, BP23, F-37420 Avoine
remi.mercier@edf.fr

Afin de toujours mieux caractériser, comprendre et maîtriser les mécanismes de dégradation pouvant affecter les composants des centrales nucléaires, la Direction industrielle d’EDF recherche en permanence les meilleures techniques de caractérisation des matériaux pour équiper son laboratoire « chaud » d’expertise (LIDEC).

C’est dans ce contexte qu’en 2015, il a mis en exploitation dans une cellule haute activité un microscope double faisceaux (MEB-FIB) pour le prélèvement localisé de lames minces MET, la réalisation de cross-section et la redondance pour l’expertise MEB courante (fractographie, métallographie, microanalyse élémentaire…).
L’équipement de ce microscope est complété par un spectromètre de masse des ions secondaires à analyseur par temps de vol (ToF-SIMS). Le but de cet investissement est d’améliorer :

• la capacité de détection locale des éléments légers (B,…) et/ou en faible proportion comme les polluants (Pb, S, Cl,…) ;
• la résolution en imagerie chimique en bénéficiant du faible volume d’interaction des ions gallium avec la matière (< 100 nm3) ;

L’exposé présentera d’abord le principe de fonctionnement de notre spectromètre ToF-SIMS. Ensuite, les atouts et limites d’utilisation de cet appareil seront illustrés par l’intermédiaire de cas concrets rencontrés au laboratoire lors du développement de méthode.