Spectromètre de masse : principe et application

A l'occasion des Journées Européennes du Patrimoine, le laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne à fait le choix d'exposer un instrument étonnant dans le hall de l'UFR Sciences et Techniques Mirande. 

Arrivé au laboratoire ICB en 1989, le spectromètre de masse d’ions secondaires (SIMS) a été utilisé jusqu’en 2017 pour des recherches en interne et à la demande de sociétés locales (CEA Valduc, société Thomson à Genlis, groupe SAFRAN à Dijon). 

Mais de quoi s'agit-il ? La SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry) est une technique d’analyse chimique des surfaces des matériaux solides qui permet de détecter tous les éléments présents à la surface d’un échantillon sur une épaisseur variant de un nanomètre à quelques microns avec une très haute sensibilité (partie par million.) La spectrométrie de masse joue un rôle important dans plusieurs domaines à savoir l'optique, l'automobile, l'aéronautique ou encore la photonique.

L’instrument est composé d’une source d’ions primaires (duoplasmatron tube bleu) venant bombarder l’échantillon placé sous vide dans la chambre d’analyse (hublot central). Sous l’impact du faisceau d’ions, l’échantillon est pulvérisé et les ions secondaires ainsi libérés sont filtrés par un spectromètre de masse. La chambre d’introduction (hublot à gauche) possède un ascenseur à platines multiples pour multiplier le nombre d’échantillons analysés. Les deux chambres sont hermétiquement closes par des joints en cuivre à usage unique, changés à chaque nouvelle ouverture des hublots.

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