Plasmas fortement électronégatifs pour l’accélération innovante des ions – EPIC

Pour de nombreuses applications dans le domaine des plasmas froids, il est préférable d’avoir peu d’électrons résiduels, voir aucun. En microélectronique par exemple, le procédé de gravure peut-être perturbé par des phénomènes de charges de surface liés aux électrons chauds du plasma. Les électrons nécessaires à la neutralisation du faisceau d’ions d’un propulseur à plasma sont en partie à l’origine de la charge du satellite qui peut conduire à des dégâts irréversibles. Les plasmas « sans électron », c'est-à-dire composés uniquement d’ions positifs et négatifs, sont communément appelés plasmas ion-ion. De tels plasmas peuvent être créés soit dans la post-décharge d’un plasma électronégatif (qui contient certes de nombreux ions négatifs mais reste riche en électrons) soit par un filtrage magnétique continu des électrons. Dans ce dernier cas, une ségrégation se produit au sein du plasma entre le cœur électronégatif et la région magnétisée où existe le plasma ion-ion. Une fois créés, les ions de différente polarité peuvent être extraits du plasma et accélérés vers un substrat ou bien dans le vide, pour graver un motif ou générer une poussée.
L’objectif du projet EPIC est d’étudier les mécanismes fondamentaux mis en jeu dans les processus physiques suivants :
(i) formation d’un plasma ion-ion par filtrage magnétique,
(ii) extraction et accélération des ions vers un substrat ou une électrode,
(iii) extraction et accélération au moyen d’un système à grilles pour la création d’un faisceau.
Ce projet implique trois équipes dont les compétences sont parfaitement complémentaires. Les travaux seront à la fois expérimentaux, théoriques et numériques.