Etudes par microscopie en champ proche des phénomènes de ...

Chapitre IV – Réalisation d’un transistor à vanne de spin sous ultra-vide.Fig. IV.8 : Photographie du spectromètre à électrons lents.2.B.1. Les lentilles électrostatiquesL’optique électronique représentée sur la figure (Fig.IV.7), se compose d’une série de lentillesélectrostatiques (optique de décélération et optique de sortie), dont l’objectif est de focaliser un pointobjet en un point image. Ces optiques comportent également des jeux de déflecteurs afin d’améliorerla collimation du faisceau d’électrons. Leur fonctionnement est en fait très similaire à celui deslentilles utilisées en optique géométrique. La trajectoire d’une particule chargée est elle aussi régit parla loi de Snell-Descartes : E1sinα1= E2sinα2, où E 1 et E 2 représentent les énergies cinétiquesde part et d’autre d’une interface. En pratique, pour réaliser des surfaces équipotentielles, nousutilisons au laboratoire des électrodes à symétrie cylindrique de diamètre D=10 mm et espacées d’unedistance d=1 mm par des billes de saphir. Une particule chargée qui traverse ces cylindres va donc êtreaccélérée ou décélérée dans la zone intermédiaire, et sa trajectoire sera incurvée de sorte qu’un effet defocalisation (effet de lentille) peut-être observé (Fig.IV.9). Comme en optique géométrique, leslentilles électrostatiques sont alors décrites par une focale et un grandissement dont les définitionsrespectent les lois de l’optique classique. Cette analogie est fort utile pour la conception d’une optiqueélectronique [Harting76] 4 . La différence majeure avec les lentilles optiques provient de la naturemême des particules en mouvement : les électrons peuvent interagir ensemble (zone de charged’espace), et limitent en général les performances (transmission, résolution…) des optiques quand lescourants deviennent importants. L’ensemble de notre optique par exemple, ne permet pas delaisser passer efficacement des courants supérieurs à quelques micro-ampères. Compte tenu durendement de nos sources à électrons, l’utilisation d’un laser de puissance supérieure au mW est doncpeu utile.4 Le lecteur intéressé pourra trouver un excellent ouvrage sur les optiques électroniques dans [Klemperer71].74