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Accueil du site > FRANCAIS > La plateforme AIFIRA > La plateforme AIFIRA > Description de l’installation > LA LIGNE MACROFAISCEAU


LA LIGNE MACROFAISCEAU

La ligne macrofaisceau délivre un faisceau de taille millimétrique allant de 0,5 à 5 mm selon les besoins. Ce dispositif permet l’analyse par RBS, PIXE et NRA d’échantillons de dimensions millimétriques.

 

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Vue avant de la chambre du macrofaisceau

 

1. Description de la chambre d’analyse

La chambre du macrofaisceau est équipée d’un passeur d’échantillons permettant l’analyse consécutive de huit échantillons d’un diamètre maximum de 25 mm. L’angle du passeur d’échantillon est variable pour permettre de modifier l’inclinaison de l’échantillon par rapport au faisceau incident (de 0 à 90°), et effectuer des mesures en incidence rasante.

 

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Passeur et porte-échantillons

 

Un détecteur silicium standard, utilisé pour les mesure RBS et ERDA, peut être monté à l’intérieur de la chambre d’analyse. L’angle de positionnement du détecteur est variable et peut être réglé de 90° à 165°. Un détecteur PIXE de grande surface (80 mm2) et refroidi à l’azote peut être monté à 45°. Une bride à 90° permet enfin d’installer un détecteur Germanium pour le PIGE.

De plus, le couvercle de la chambre peut être substitué à un second couvercle disposant de deux goniomètre afin d’ajouter deux angles d’inclinaison θ et φ.

 

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Vue intérieure de la chambre

 

2. Techniques d’analyse mises en œuvre & Applications courantes

Les analyses les plus souvent utilisées sont la RBS et le PIXE afin de combiner les mesures de composition élémentaire et d’homogénéité des échantillons. Les analyses par réactions nucléaires sont généralement utilisées pour la détection d’éléments légers tel que l’oxygène et l’azote.

En raison d’une collaboration de longue date avec les laboratoires locaux spécialisés dans l’élaboration de matériaux en couches minces, les échantillons étudiés ont pour la plus part une structure en multi-couches leur conférant des propriétés utiles aussi bien pour la micro-électronique que pour des applications dans le domaine de l’énergie (cellules photovoltaïques, batteries...). A titre d’exemple, la RBS est utilisée, en canalisation ou en incidence rasante, afin de déterminer l’épaisseur et la composition de dépôts minces de quelques nanomètres d’épaisseur.

Les caractéristiques du faisceau étant bien définies (masse de l’ion & énergie), cette ligne est également utilisée pour la qualification et l’étalonnage de détecteurs utilisés en physique fondamentale.

 

3. Liste des publications sur les 3 dernières années

V. Dubois, B. Pecquenard, S. Soulé, H. Martinez, F. Le Cras (2017) Dual Cation- and Anion-Based Redox Process in Lithium Titanium Oxysul fi de Thin Film Cathodes for All-Solid-State Lithium-Ion Batteries. ACS Appl. Mater. Interfaces 9, 2275.

Y. Gazal, C. Dublanche-Tixier, A. Antoine, M. Colas, C. Chazelas, P. Tristant (2016) Elaboration of nanostructured TiO2/SiO 2 films by plasma enhanced chemical vapor deposition at atmospheric pressure. Thin Solid Films 619, 137.

S. Cotte, B. Pecquenard, F. Le Cras, R. Grissa, H. Martinez, L. Bourgeois (2015) Lithium-Rich Manganese Oxide Spinel Thin films As 3 V Electrode For Lithium Batteries. Electrochimica Acta 180 528

F. Le Cras, B. Pecquenard, V. Dubois, V.-P. Phan, D. Guy-Bouyssou(2015) All-Solid-State Lithium-Ion Microbatteries Using Silicon Nanofilm Anodes : High Performances And Memory Effect Advanced Energy Materials 1501061.