Sur les effets produits par le bombardement d'une surface métallique par des électrons rapides

HAL Id: jpa-00233666

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00233666

Submitted on 1 Jan 1939

HAL is a multi-disciplinary open access

archive for the deposit and dissemination of

sci-entific research documents, whether they are

pub-lished or not. The documents may come from

teaching and research institutions in France or

abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est

destinée au dépôt et à la diffusion de documents

scientifiques de niveau recherche, publiés ou non,

émanant des établissements d’enseignement et de

recherche français ou étrangers, des laboratoires

publics ou privés.

Sur les effets produits par le bombardement d’une

surface métallique par des électrons rapides

Jean J. Trillat, Roger Mérigoux

To cite this version:

SUR LES EFFETS PRODUITS PAR LE BOMBARDEMENT D’UNE SURFACE

_MÉTALLIQUE

PAR DES

ÉLECTRONS

RAPIDES

Par JEAN J. TRILLAT et ROGER

MÉRIGOUX.

Institut de

_Physique

de

_Besançon.

Sommaire. 2014 Dans ce travail, nous avons _{montré que l’on pouvait enregistrer} la trace d’un fin faisceau d’électrons rapides (20 à 60 kV) venant frapper une plaque métallique ; la région bombardée est rapidement

visible à l’0153il nu, et est _passive vis-à-vis des réactifs _chimiques. Ce _{phénomène s’accompagne} en outre, de la

disparition du diagramme électronique donné au début par le métal.

Les diverses _expériences effectuées ont montré que l’on pouvait interpréter cet effet comme du à un _dépôt

de carhone, ayant son origine dans les vapeurs hydrocarbonées toujours présentes dans les _appareils compor-tant des

_joints

_{graissés ;} il est d’autant plus marqué que la vitesse des électrons est plus faible. Il y a lieu de tenir _compte de ces observations dans certaines _expériences de diffraction d’électrons.

Résumé des travaux

antérieurs;

cas des

élec-trons lents. -

Quelques

auteurs se sont

_{déjà occupés}

des

_phénomènes

d’ordre

_physique

_(dépôts

de

_matière)

et

_chimique

_{(passivation)}

localisés aux

_points

où des électrons

_frappent

des surfaces

_{métalliques.}

Laissant de côté les

_dépôts

_produits

_par

_{pulvérisation}

catho-dique, qui

sortent du cadre de ce

_travail.,

nous

rappel-lerons seulement les

_quelques

observations suivantes : J. E. Henderson

₍₁₎

a

_signalé

en 1 927 que dans un

spectrographe magnétique

à rayons

cathodiques,

une

raie

_{correspondant}

à des électrons lents

_apparaissait

ayant le

_{développement}

de la

_plaque

photogra-phique (*).

Deux ans

_{plus tard,}

P. Il. Carr

_{(2 )}

a

remarqué

que le bombardement d’électrons de faible

énergie

(de

10 à 1 000

_{eV) produisait}

sur des

_plaques

métalliques,

des

_régions

où

la surface du

_métal,

ainsi

bombardée,

se trouvait

_{cllimiquement passivée.}

De tels

_phénomènes

ont été

_{systématiquement}

étu-diés _{par E. Henriot} et ses collaborateurs

_(3),

_{(~), (~).}

L’hypothèse

émise par cet auteur consiste en la

possibilité,

pour un ion

_{provenante une}

_vapeur

résiduelle,

de «

s’engager

n dans le faisceau

61ectro-nique,

d’y

être retenu _{par attraction}

_{électrostatique}

et de suivre ainsi le

_trajet

du faisceau sans

_qu’un

champ

électrique

ou

_magnétique

transversal

_puisse

l’en détacher.

On

_conçoit

_que cette

_hypotbp8e

_explique

l’acciiniti-lation de matière

_provenant

d’ions

_positifs

et

_pouvant

se

_produire

à

_l’impact

des électrons

_lorsque

leur

fais-ceau rencontre une surface

_{inét,alliqur,}

_par

_exemple.

on aucun effets de

_charge

ne trouble

_{l’intégration}

des électrons au _corps bombardé.

Ces

_expériences

ont été

_poursuivies

_{par E.} Hen-riot

_(3),

0. Goche

₍₁₎

et P. Mollet et lllle Cudell

_(5).

Elles ont _{montré que l’on}

_pouvait

« _engager )) dans un

faisceau

_{électronique}

un certain nombre d’ions

(W,

C,

S,

Na, Pt),

mais que dans tous les cas le

car-bone

_apparaissait

dans les

_appareils

comme une

impu-j* ) Des observations analogues ont été faites par J..1. dans le cas de la diffraction des électrons, pour des temps de pose

sutnsamment _longs (C. R..1cad. ~’c.. 1:-! février 1939).

reté diflicile à

_{éviter ;}

les ions

_positifs

de cet élément fournissent

_toujours,

au

point

_d’impact

des

électrons, un

_dépôt

matériel

_visible,

_qui

_constitue,

étant donnée

sa

_{passivité chimique,}

une couche

_protectrice

sus-ceptible d’expliquer

les observations _{faites par} P. H. Carr

₍₂₎

sur la soi-disant «

passivation

»

produite

par les bombardements

électroniques.

Les

_{expériences rappelées}

ci-dessus n’ont

_porté

_que

sur des électrons

_d’énergie

inférieure à 1 000

eV ;

nous

avons de notre côté observé des

_phénomènes

parais-sant

_analogues

avec des faisceaux accétérés par des

différences de

_potentiel

de 40 non

_V,

mis en

_jeu

dans

la diffraction des électrons.

Dans cet

_exposé,

nous décrirons les observations

nouvelles faites au cours

_{d’expériences qui}

_portaient

sur la diffraction

_{électroni(Itie}

_{par les} surfaces

métal-liques.

Cas des électrons

_{rapides; description}

des

expériences. -

L’appareil

employé

est un

_analyseur

électronique

du

_{type ,déjà}

décrit _{par l’un de} nous

₍₆₎

et dont le collimateur G définit un faisceau

d’élec-trons de

fi,

1 mm de diamètre. Pour observer la

dif-fraction par des

surfaces,

on fait tomber ce

_pinceau

presque

tangentiellement

à la surface :1 de la subs-tance à étudier. La

_figure

t

_indique

la

_disposition

sché-matique

de

_{l’appareil.}

Les

_diagrammes

de diffraction

_apparaissent

sur

l’écran fluorescent E et l’on

_peut

_également

les

enre-gistrer

sur des

_plaques

ou

_papiers

_{photographiques}

P.

Nos

_expériences

ont

_porté

_{principalement}

sur les

métaux suivants : Au, Pt,

Ni,

Ci.

L’adoption

d’un faisceau presque

tangent

présente

un

_triple

_{avantage :}

10 La

_{région d’impact}

pst _{alors constituée par} une

bande

_elliptique

traversant _presque toute la surface

plâne

de la

_{plaquette métallique}

étudiée, cette bande

représentant

une section très

_oblique

du

_pinceau

_par

le

_{plan métallique.}

_L’impact

ainsi « étalé ~· est

_plus

visible que

l’impact ponctuel

donné

_par

les incidences normales :

246

20 La diffraction et la diffusion

_produites

étant observables sur l’écran

fluorescent,

on

_peut,

pendant

le

_{bombardement,}

_{vérifier que le faisceau}

conserve une intensité sensiblement

_{constante ;}

3° On se

_place

ainsi dans les conditions habituelles

de la diffraction

_{électronique,}

ce

_qui

_permet

d’une

part

d’appliquer

les résultats à la

_technique

de cette

méthode,

et d’autre

_part

de voir si le

_phénomène

s’accompagne

d’une modification éventuelle du dia-gramme par réflexion

du,métal

utilisé.

La

_puissance

_employée

dans la

_plupart

des essais est de 40 000 V x

_0,003

A = 120 watts.

D’après

la

dis-position

de la cathode et l’examen de la tache focale

en e

_{(fig. 1),}

on

_peut

_{admettre que le faisceau}

électro-nique

possède, lorsqu’il

rencontre la face d’entrée

_(e)

du

_collimateur,

une section circulaire de 1 mm de

diamètre,

tandis que les

_{diaphragmes cylindriques}

de

ce dernier ont des sections de

_0,1

mm de

_{diamètre ;}

ce

qui

_représente

environ la centième

partie

de la

section du faisceau issu de la cathode et tombant sur

la face

_(e).

_{Iule faisceau défini par le collimateur} et sortant du

_diaphragme

en

_(s)

ne

_correspond

donc

_plus

qu’à

une

_puissance

de 1,2

watts

_environ,

_qui

est

_répartie

sur une surface

_d’impact

d’environ

_0,3

mm2.

Une

_partie

de

_l’énergie

de ce faisceau se retrouve dans les faisceaux

_diffractés,

une autre

_partie

est absorbée _par la

_{plaque métallique}

et

_dissipée

en

cha-leur. L’élévation de

_température

est d’ailleurs très

faible,

et ne saurait en tous cas amener une

modifica-tion de la surface cristalline _{par effet de} recuit _par

exemple,

ainsi que nous l’avons vérifié.

Malgré

la faible

_puissance

_électrique

réellement

employée

(1,2

watts),

le

_phénomène

de diffraction est

cependant

très

_intense,

et directement visible sur

l’écran au sulfure de zinc.

Après exposition

aux électrons

_(dans

le

_vide)

et observation des

_diagrammes,

durant des

_temps

variables,

la

_{plaque métallique}

est ensuite retirée de

l’appareil

et examinée au

_microscope,

en utilisant des

grossissements

variant de 30 à 150.

On

_peut

exposer au faisceau

_{électronique}

soit une

surface

_{métallique imparfaitement polie,}

soit au

con-traire

_parfaitement

_polie.

Les résultats sont

iden-tiques,

mais,

dans le

_premier

cas, on

_peut

relier les

-

phénomènes

d’altération du métal à la variation

d’aspect

du

_{diagramme électronique.}

Dans le second cas, on sait

_qu’une

surface

_{métallique parfaitement}

polie

est

_impropre

à la diffraction

cristalline,

à cause

de la

_présence

d’une couche

_amorphe

_{superficielle}

dite « couche de

_Beilby

_{)) ; par}

_contre,

la moindre

alté-ration

_{superficielle}

du métal

_apparaît

ensuite beau-coup

plus

nettement au

_microscope.

Les

_{plaquettes métalliques,}

avant d’être

_placées

dans

_{l’analyseur}

_{électronique,}

sont

_{soigneusement}

dégraissées

par un

_lavage

à l’alcool chaud.

Modifications

superficielles

de la surface

métallique.

m-

Entre

30 Q00 et 60 000

V,

les

dia-grammes

électroniques

sont

_{particulièrement}

visibles si la surface du métal est convenablement

_{préparée ;}

cependant,

l’action

_prolongée

du faisceau incident rasant

_produit

_toujours

une

_disparition

_progressive

du

d Lagramrrze.

Les anneaux ou les

_taches,

selon les cas,

deviennent de

_plus

en

_plus

_{flous pour} ne laisser

_place

bientôt

_qu’à

une diffusion

_générale

des électrons

(fig.

A et

_B,

_planche

_I).

La

_disparition

du

_diagramme,

que l’on

peut

également

constater sur d’autres subs-tances _{que les métaux}

_(par

_exemple

sur des

_oxydes,

du gypse,

etc.),

se fait d’autant

_plus

rapidement

_que

les électrons sont

_plus

lents et _{que l’intensité du}

fais-ceau est

_{plus grande,}

faits

_qui

trouveront

_plus

loin leur

_explication.

Une observation

_analogue

a été

_signalée

_{par J. J.} Tril-lat et S. Oketani

_(?),

dans le cas de

_diagramme

obtenus

par transmtssiofi.

Le tableau suivant donne

_quelques

chiffres relatifs à la

_disparition

d’un

_{diagramme électronique lorsque}

le faisceau vient

_frapper

la même

_région

de la surface du métal

_{(Ag) ;}

il est à noter _que ces

_expériences

ont été faites avec le même débit

_{électronique}

_primaire

de

3

_mA,

ce

_qui

_correspond

à une

_puissance

croissailt avec le

voltage

_(à

puissance égale,

le

phénomène

est

évidemment

encore

_{beaucoup plus}

_net).

Les chiffres

_indiqués

ne sont bien entendu

qu’ap-proximatifs

;. ils

correspondent

à des moyennes de

mesures _{effectuées par différents}

observateurs,

me-sures coïncidant d’ailleurs toutes entre _{elles à peu de} chose

_près.

Observations au

_{microscope. -}

Il est naturel de

se demander si les variations de

_propriétés

superfi-cielles,

annoncées par la variation de visibilité du

diagramme, s’accompagnent

de

_changements

_d’aspect

lors d’un examen au

_microscope.

Les

_{expériences systématiques}

_ayant

été faites sous

la tension constante de 40 000 V et avec un débit

de 3

_mA,

on constate _{que les}

_expositions

de l’ordre de 5 à 10 min ne laissent aucune trace visible à l’oeil.

L’aspect

de la buée

_déposée

_{par le souffle}

_permet

cependant

déjà

de révéler la

_région

bombardée. Ce n’est

_qu’après

une

_vingtaine

de minutes

d’expo-sition que la trace _{laissée par} le

_{pinceau électronique}

apparaît

comme une fine bande

_ayant

exactement pour

largeur

le diamètre du

_pinceau

_(0,1

mm).

Cette

apparaît

(fig. C, pl. I)

comme une

région

où le métal

semble

_{dépoli ;}

elle est formée de

_{microscopiques}

gra-nulations _{scintillantes dont la grosseur}

_augmente

avec

le

_temps

_{d’exposition ;}

ce

_{qui explique}

la variation de la coloration de la lumière diffusée _{par leur}

_ensemble,

celle-ci

_apparaissant

d’abord de couleur bleutée

_(*).

Pour une durée

_{d’exposition}

suffisante

_(de

l’ordre

d’une

heure),

les

_granulations

sont nettement visibles et ont un diamètre d’environ

_{2 u.}

_(fig.

_D,

_{pl. I)}

et leur ensemble

_présente

_{par diffusion la couleur du}

_métal.

Ce résultat conduit à _penser

_qu’elles

sont

_{constituées,}

soit par des

_particules

diz métal

_(cristaux),

_{soit par} un

translucide. Nous verrons _{que c’est} cette der-nière

_hypothèse

_que nous avons été amenés à retenir seule.

Passivation

_chimique

_apparente

de la

_région

bombardée. - Les

_régions

_ayant

subi le bombarde-ment

_{électronique}

_{font preuve par la} suite d’une

_grande

passivité chimique.

Dans le cas de

_l’argent,

_par

exemple,

le métal

_peut

être

_immergé

_pendant

_plusieurs

heures dans une solution de sulfure d’ammonium sans

qu’il

y ait

attaque

de la zone

_bombardée,

_{alors que le}

reste de la surface du métal se recouvre d’une couche

brune ou noire de sulfure. La trace _{du faisceau} appa-rait

_alors,

sur un fond

_sombre,

sous forme d’une bande

brillante.

Pour obtenir cette «

_passivation

n il n’est pas

néces-saire de

_prolonger

le bombardement

_jusqu’à

obtenir

une trace directement visible à l’oeil.

_Quelques

minutes

d’exposition

suffisent pour que la sulfuration révèle le

_trajet

du faisceau. En

_général,

on

_peut

dire que,

dans le cas d’une surface donnant un

diagramme

élec-tronique,

il suffit d’une

_{exposition juste}

suffisante pour faire

disparaître

le

_diagramme,

_pour

_qu’il

_{y ait}

passivation.

D’autres

_{expériences,}

effectuées avec divers

_métaux,

confirment ce

_phénomène.

C’est ainsi que les métaux

sont

_protégés

un certain

_temps

contre

_l’attaque

_par des

_acides,

et _que

_{l’or, exposé}

aux _vapeurs de _mercure, blanchit

_partout,

sauf dans la

_région

de

_l’impact

élec-tronique.

Il est certain

_{qu’en prolongeant}

suffisamment le

temps

de pose, on arriverait à

_enregistrer

ainsi un

dia-gramme de diffraction sur une

_plaque

métallique

(Ag

poli,

par

exemple)

remplaçant

la

plaque

photo-graphique ;

le

_{développement}

s’effectuerait

simple-ment _{par immersion de}

_l’argent

dans du sulfure d’ammonium. Nous avons

_qssayé

d’obtenir ce

résul-tat,

en utilisant comme substance diffractante un film

de

_{platine, d’oxyde}

de zinc ou de mica

_disposé

nor-malement aux électrons

(méthode

de

transmission) ;

mais si la trace du faisceau directe non diffracté s’obtient

rapidement,

la trace des anneaux ou taches de

dit-fraction

n’apparaît

pas

après

quatorze

heures _{de pose} consécutives

_(ZnO).

Il est d’ailleurs

_{possible qu’elle}

(*) A noter que cette lumière diffusée par ces _granulations est

légèrement polariaée.

apparaisse

pour des

temps

de pose de l’ordre de

plu-sieurs

_jours,

mais

_{l’expérience}

est difflcilement réali-sable au

_point

de vue

_pratique,

la

_préparation

dif-fractante donnant un

_{diagramme qui}

s’affaiblit

pro-gressivement

pour

disparaître

après

quelques

heures.

(Voir

plus

haut).

Interprétation

des résultats. - Pour

expliquer

ces faits

_{expérimentaux,}

on est amené aux deux

hypo-thèses suivantes :

10 La «

passivation

» du

métal,

aux endroits

_frappés

par les

électrons,

est due à une action

_{particulière}

des électrons sur la surface

_métallique,

action

_qui

reste d’ailleurs à

_{expliquer ;}

20 La «

_passivation

» est due à la formation d’un

dépôt

adhérent et

_protecteur.

1. La

_prerrzière

_hypothèse

est difficilement

soute-nable ;

en

effet,

cette action

_{particulière}

des électrons devrait

_{s’accompagner}

d’une modification de l’état cristallin du

_métal,

l’amenant à un état

_amorphe

moins sensible aux réactifs

_chimiques.

Rien ne

_justifie

une

pareille

_conception.

On sait d’ailleurs _{que la}

_{passivation chimique}

des métaux est dîie

_{principalement,}

soit à la très

_grande

pureté

du

_métal,

soit à la

_présence

d’un film très mince

_{d’oxyde ;}

_{dans les deux cas, l’action} locale des électrons ne

_{s’expliquerait}

_pas.

2. La deuxième

_hypothèse

fait intervenir la formation d’un

_dépôt

adhérent et

_protecteur.

Dans un

_appareil

fonctionnant dans le

_vide,

avec de nombreux

_rodages

graissés

et avec une cathode

_{incandescente,}

deux

sortes de

_dépôts

_peuvent

être

_envisagés,

dûs soit au

tungstène

provenant

de

_{l’évaporation}

du

_filament,

soit à la

_présence

_{des vapeurs} de

_graisses.

Le cas du

tungstène

peut

être

_éliminé,

car l’étroitesse du colli-mateur ne

_permet

_guère

l’émission d’un

_jet

d’atomes de

_tungstène

du côté de la

_{préparation.}

De

_plus,

les

dépôts

obtenus,

une fois

chauffés,

ne deviennent _pas

blancs,

ce

_qui

serait le cas s’il se formait de

_l’oxyde

de ce métal.

°

Reste donc

_{l’hypothèse}

de _{vapeurs de}

_graisses.

Les

expériences

décrites trouvent une

_explication

claire et

_simple

en considérant

_simplement

_qu’il

_règne

tou-jours

dans un

_appareil

muni de

_{joints graissés}

une

certaine

_pression

_{de vapeurs}

_{hydrocarbonées.}

Au

voi-sinage

immédiat de la

_{préparation bombardée,}

se

trouve donc en _permanence une couche de vapeurs

grasses continuellement renouvelée par

l’aspiration

des pompes.

Le faisceau d’électrons venant

_frapper

le métal ionise et

_décompose

cette _{vapeur ; il}

_charge

de

_plus

localement et

_{négativement}

la

_plaque

_métallique,

surtout si celle-ci est

_{déjà légèrement}

_isolante

super-ficiellement par suite de

l’adsorption

de molécules grasses, cette

_adsorption

_ayant

d’ailleurs été

_prouvée

antérieurement par l’un

de nous

(g).

voi-248

sinage

du métal sont attirés aux

_points

_d’impact

des

électrons,

et

_s’y

_{fixent par} attraction

_{électrostatique ;}

il est

_probable

_qu’ils

sont alors amenés

_rapidement

à l’état de carbone _{par le bombardement}

_{électronique.}

L’épaisseur

de ce

_dépôt

_augmentant

avec la durée du

bombardement

empêche

les électrons incidents de

pénétrer

jusqu’aux

couches cristallines

_{sous-jacentes}

et les diffuse dans toutes les directions. Ceci _suppose que la couche

déposée

est elle-même

amorphe ;

et,

en

effet,

aucune

_expérience

ne nous a

_{permis d’y}

déceler

une structure cristallisée.

D’autre

_part,

l’on _{sait que le nombre d’ions} formés diminue

_lorsque

la vitesse des électrons

_{augmente ;}

des électrons très

_rapides

sont moins _{absorbés par des} vapeurs, donc sont moins

_ionisants,

_que des électrons

plus

lents. Le

_{diagramme électronique}

initial du métal cristallisé doit donc

_{disparaître plus rapidement}

avec

des électrons de 25 000 ou 30 000

V,

_par

exemple,

qu’avec

des électrons de 50 000 ou 60 000

V ;

c’est ce

que montre le tableau I.

L’expérience

est d’ailleurs extrêmement nette et ne

_peut

donner lieu à aucun

doute.

D’après

ces

_hypothèses,

il

_{s’agit donc,}

dans nos

_essais,

d’un

_dépôt

carboné

_protégeant

ultérieurelnent le métal contre l’action des réactifs

chimiques.

On

pourrait

également

songer à un «

_engagement

»

d’atomes de carbone dans le faisceau

_{électronique,}

suivant les idées de Henriot et

_{Goche (3), (4), (5) ;}

mais cette

_conception

ne nous

_parait

_pas nécessaire

ici,

les

_phénomènes

observés

_{s’expliquant}

clairement en se

basant seulement sur l’ionisation locale de la vapeur

et le

_dépôt

des iuns aux

_{points d’impact. Nos}

expé-riences,

d’ailleurs,

n’infirment en aucune

_façon

les conclusions de ces

_auteurs,

mais

_n’y

_apportent

_pas

non

_plus

de confirmation.

°

Vérifications de cette

_{hypothèse. -}

10 Comme

nous l’avons

_{indiqué plus}

_haut,

nos

_expériences

ont

porté

sur divers métaux

(Au,

_{Ag, Ni,}

Cu,

_etc.),

_qui,

tous,

donnaient lieu à

_{l’apparition}

d’une trace visible directement ou

_après

un «

développement

»

conve-nable.

Qr,

si l’on

_prend

l’une des lames ainsi

impression-nées,

à la sortie de

_{l’analyseur}

_{électronique,}

et

_qu’on

la chauffe au _{rouge dans la} flamme d’un bec Bunsen. on constate _{que la} trace du faisceau

_{électronique}

_prend

subitement un

_aspect

_{plus vif,}

brûle

_rapidement

et

disparaît. Après

refroidissement,

ripn rze subsiste snI’

la surface redevenue uniforme du 111étal refroidi. Aucun moyen

chimique

ne

_permet

ensuite de et révé-ler » la trace du faisceau d’électrons.

2° Si la

_présence

_{de vapeurs}

_{hydrocarbonées}

est totalelnent exclue, on ne doit

_{plus s’attendre, d’après}

ce

_qui

_précède,

à aucun

_dépôt

aux endroits

_frappés

par les électrons. Nous l’avons vérifiée en

_enlployant

un tube démontable de Lenard de

_grande

_puissance

(fig.

2),

fonctionnant sous une tension de 4U OUO à 50 000

_1~,

et muni d’une fenêtre en aluminium de

li’ig. 2. - Schéma de

l’expérience avec tube de Lrnard. E. Faisceau _{électronique large ;} G. Grille _{refroidie ;} F. Feuillue

mince d’-~l. ; P. Plaquette de métal ; J. Joints ciment.

0,01

mm

_{d’épaisseur, disposée}

sur une

_{grille épaisse}

en

laiton,

et refroidie _par un courant

_{d’eau ;}

cette fenêtre d’aluminium ne modifie _pas la vitesse des électrons

sortants.

Contre cette fenêtre est

_disposé,

sans l’intermé-diaire d’aucun

_joint

à la

_graisse,

un

_récipient

cylin-drique

(fig. 2)

de faible

_profondeur,

où se trouve

_placée

la

_{plaque métallique}

_que l’on désire

bombarde.

Ce

récipient

peut

être lui-même vidé au _{moyen de}

pompe, et il est en outre _{refroidi par} une circulation

d’eau,

de

_façon

à éviter tout échauffement du au

bombardement. Le

_trajet

des

_électrons,

_compris

entre la fenêtre et la

_plaque,

est d’environ 1 mm.

Dans ce

_dispositif,

la fenètre

_agit

_simplement

comme

piège

à _vapeurs

_{hydrocarbonées.}

Le résultat obtenu est le suivant :

_quels

_{que soient} le métal étudié et le

_temps

_{de pose}

_{(allant jusqu’à}

dix

heures,

pour 40

k BT,

10

m,X),

la

plaque métallique

est

inaltérée ;

au

_contraire,

si elle est

_disposée

à l’intérieur de

_l’ampoule,

les

_régions

atteintes _{par les électrons}

présentent

rapidement

une trace décelable au souffle

et inerte vis-à-vis de la sulfuration

_{(Ag, Cu).}

Par

_conséquent,

la

_présence

_{de vapeurs}

hydrocar-bonées au

_voisinage

de la

_plaque

est nécessaire à

l’apparition

du

_phénomène.

Le

_dépôt

carboné ne se

_produit

qu’exclusive-ment aux

_{points frappés}

_{par les électrons. En}

_effet,

si

l’on dévie le faisceau

_cathodique

au _moyen d’un

_champ

magnétique

créé par un aimant, on constate _{que la}

plaque métallique

porte

encore la trace b6’ du nouvel

i1pact (lig 3) ;

cette

_expérience

_{exclut donc la}

pro-pagation

en

_ligne

droite d’un

_{jet atomique}

de

tung-stène

_provenant

du

_{collimateur, qui}

devrait

_s’imprimer

en

40 Dans tous les cas,

l’épaisseur

du

_dépôt

_augnente

Fig. 3. - C. Collimateur; Hm. Champ magnétique normal _au plan de la figure; b b’. Trace du faisceau _tangent.

d’électrons ;

le

_dépôt

étant

_beaucoup

_plus

_rapide,

comme nous l’avons vu, avec des électrons de 30 000 V

qu’avec

des électrons de 60 000 V.

On

_pourrait

_{penser que la}

_disparition

_plus

lente du

diagramme

avec des électrons

_rapides

est

_simplement

dûe

à la

_{plus grande pénétration}

de ces

_derniers,

_qui

les rend

_susceptibles

de traverser

_plus

facilement le

dépôt

formé pour se diffracter sur le métal cristallisé

sous-jacent.

Les

_expériences

suivantes montrent

_qu’il

n’en est rien.

_Si,

en

_effet,

on examine avec des électrons de

60 kV une

_région

déterminée du métal

_neuf,

on observe

un très brillant

_diagramme

de réflexion. On réduit

alors la tension à 28 000 V en conservant le même débit de 3

_{mA ;}

le

_{diagramme disparaît}

en

_quelques

minutes,

et on laisse le métal

_exposé

aux électrons

_(toujours

au

même

_point)

durant 10 min. On remonte alors la tension à 60 kV

_{(3 mA) ;}

le

_diagramme

_réapparaît

alors,

mais très faiblement. Au

_contraire,

en

_exposant

simplement

durant 10 min une

_région

neuve aux

électrons de 60

kV,

le

_diagramme

est encore nettement visible.

Le

_dépôt

est

_également

fonction de l’intensité du

courant

_{électronique,}

comme on doit

_s’y

attendre

d’après

nos

_hypothèses.

En effet, en bombardant

10

_min,

avec

des

électrons de

28 kV,

un

_point

du

métal,

mais cette fois avec un débit de 6

mA,

le

dia-gramme a alors totalement

_disparu

lors de l’examen ultérieur avec des électrons de 60 kV.

C’est _{donc la preuve que le}

_dépôt

ainsi formé a

acquis

une

_épaisseur

_plus

_grande

_qu’avec

la même

expérience

(voir

plus

haut)

faite avec un débit de

3

_mA,

_épaisseur

telle que cette fois des électrons

rapides

ne

_peuvent

_plus

le traverser et sont

_simplement

diffusés.

Cette

_{augmentation d’épaisseur}

avec la durée de la

pose et l’intensité du faisceau

peut

d’ailleurs être aussi constatée par l’observation

_{microscopique.}

La

_{disparition progressive}

du

_diagramme

électro-nique

est donc dûe à la formation d’un

_dépôt

carboné

non

_{cristallisé,}

_qui

vient en

_quelque

sorte colmater les

aspérités

cristallines du métal

_responsable

de la dif-fraction. _{Il y} a donc là un _moyen direct de suivre

l’apparition

du

dépôt ;

il n’est pas non

_plus

sans

inté-rêt de

_signaler

_que ce

_phénomène

est à considérer dans là

_technique

de la diffraction des

_électrons,

_qu’il

exclut la

_possibilité

de

_longues

_poses, et

_qu’il

_peut

_prêter

à des

_{interprétations}

erronées.

a~

_Enfin,

des

_dépôts

semblables ont éto observes

en utilisant des feuilles de

_{papier blanc,}

du verre, des cristaux clivés de mica et _{de gypse,} ce

_qui

montre la

généralité

du

_phénomène.

Manuscrit reçu le 28 février 1939.

BIBLIOGRAPHIE

(1) J. E. HENDERSON. _{Phys. Rev.,} 1927, 29, 360.

(2) P. H. CARR. _{Phys. Rev.,} 1929, 33, 1068 ; Rev. Sc. Instr., 1930, 1, 711.

(3) H. _HENRIOT, O. GOCHE et Mlle F. DONY-HÉNAULT. J. Phy-sique, 1931, 7, 1.

(4) O. GOCHE. _{Thèse, Bruxelles,} 1933 (Edr. M. Hayez, Bruxelles).

(5) O. GOCHE, P. MOLLET et Mlle J. GUDELL. Bull. Acad. Roy. Belgique, 1934, 5, 447.

(6) J.J. TRILLAT et Th. VON HIRSCH. J. Physique, 1931, 185 ;

Z. _Physik, 1932, B _75, H 11 _/12.

(7) J. J. TRILLAT et S. OKETANI. C. R. Acad. Sc., 1936, 202, 1932.

(8) J. J. TRILLAT et H. MOTZ. Ann. _Physique, 1935, 4, 281;