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

Chapitre IV – Réalisation d’un transistor à vanne de spin sous ultra-vide.cette relation fixe par conséquent les potentiels V I et V E . Pour le fonctionnement de notre instrument,nous avons choisi un potentiel V A = 5 V.Cette énergie détermine également la résolution du spectromètre. Celle-ci est reliée simplement àl’énergie d’analyse et aux grandeurs géométriques du sélecteur [Drouhin86] :ΔE s =EAR ALa résolution du spectromètre utilisée pour cette expérience est alors de 200 meV.Compte tenu des énergies sondées et de l’objectif de notre expérience, cette résolution n’est ici pascritique. Une faible résolution permet par ailleurs d’avoir plus de courant injecté sur l’échantillon, etd’éviter le transport d’électrons de trop basse énergie dans le sélecteur.2.B.3. L’optique de sortie et le porte échantillonLe rôle de l’optique de sortie est de focaliser le faisceau d’électrons qui sort du sélecteur versl’échantillon.Le sélecteur électrostatique n’ayant des propriétés de focalisation que dans une seule direction, lespectromètre dans son ensemble délivre deux images distinctes de la source à électrons : une imagedite « verticale » et une image dite « horizontale ». L’image horizontale coïncide avec la fente desortie du sélecteur, alors que l’image verticale se situe en amont. L’optique de sortie permet, parl’utilisation originale de lentilles rectangulaires, de faire coïncider ces deux objets en une même imagesur le diaphragme de sortie de cette optique [Houdré85]. Ce diaphragme appartient à la dernièreélectrode de l’optique de sortie, et sera nommé par la suite E 6 .Afin de pouvoir régler de façon indépendante le potentiel de l’échantillon du potentiel du diaphragmede sortie E 6 , et par conséquent de travailler dans une configuration où les potentiels de l’optique desortie sont constants quelque soit l’énergie d’injection, le porte échantillon a été découplé de cettedernière électrode.En pratique, l’électrode E 6 est prolongée par un cylindre de garde amagnétique sur lequel repose leporte échantillon (Fig.IV.10).Le rôle de la garde est multiple :Maintenir mécaniquement le porte échantillon.Former une nouvelle électrode entre E 6 et le porte échantillon. Pour cela, la garde doit êtreisolée électriquement de E 6 et du porte échantillon. Elle est isolée de E 6 via des billes de saphirde diamètre 1.6 mm. L’isolation électrique du porte échantillon est assurée par une bague encéramique. Celle-ci permet d’une part d’accepter des différences de tension supérieures à 3000V, et d’autre part a été usinée afin de donner à l’ensemble {garde+porte échantillon} unebonne tenue mécanique.Former une cage de Faraday, afin de récupérer tous les électrons qui ne sont pas injectés surl’échantillon. Cela évite ainsi l’ajout de courants parasites au courant collecté en face arrièrede l’échantillon.Le porte échantillon a été conçu et élaboré pendant la thèse de Nicolas Rougemaille [Rougemaille03]et obéit à un certains nombre de critères : Permettre une excellente prise de contact électrique sur les deux faces de l’échantillon sansdétériorer la couche nanométrique située en face avant. Isoler parfaitement les deux faces de l’échantillon, afin de limiter à nouveau d’éventuelsproblèmes liés à des courants parasites. Etre rigoureusement amagnétique.D’un point de vue électrostatique, l’ensemble peut par conséquent être décrit par trois potentielsdifférents : le potentiel V 6 du diaphragme de l’optique de sortie, le potentiel V G du cylindre degarde, et enfin le potentiel V ech appliqué à l’échantillon.Le potentiel V 6 étant de 40 V, l’action des deux autres potentiels sur les propriétés de focalisation seradiscutée au paragraphe 2.B.5.2.76