Operating a synthesis chamber with ultra-high vacuum conditions

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Caractérisation

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Cartographie chimique de l’alliage GdAl, par analyse spectrale des rayons X émis en microscopie électronique à balayage

La caractérisation des matériaux et dispositifs est un des trois piliers de l’approche des physiciens et chimistes : synthèse / caractérisation / analyse et compréhension. Elle joue un rôle de premier plan au laboratoire. Nous disposons de moyens de caractérisation très variés, des instruments développés par les chercheurs et ingénieurs et opérés au sein des équipes de recherche, aux caractérisations plus routinières mais néanmoins étapes indispensables, et qui sont le plus souvent gérés par des pôles technologiques. Pour le développement d’instrumentation avancée, consultez les expertises technologiques dont ils dépendent le plus, telles que la cryogénie ou l’électronique, ainsi que sur les pages des pôles technologiques. Ici nous détaillons les moyens plus généraux, mis à disposition de la communauté par les pôles technologiques.

Les moyens de caractérisation de l’Institut NEEL sont pour une grande part opérés au laboratoire, et complétés par des dispositifs sous la responsabilité du laboratoire mais accueillis sur les grands instruments tels que l’Institut Laue Langevin pour les neutrons, les synchrotrons ESRF et Soleil pour les rayons X. Les techniques de caractérisation concernent des propriétés structurales ou physiques. Par ailleurs, la mesure peut être globale sur l’ensemble d’un matériau, ou locale en utilisant une technique de microscopie.

Les caractérisations de propriétés structurales sont faites grâce à des sondes composées de particules et de rayonnement : électrons, neutrons, lumière visible ou rayons X. On trouve notamment des diffractomètres dédiés à la cristallographie des matériaux, des spectromètres informant sur des propriétés mécaniques et des liaisons chimiques, des microscopes électroniques munis de diverses analyses, et de champ proche pour la topographie.

Les caractérisations de propriétés physiques concernent les propriétés magnétiques, la structure électronique, le transport électronique ou thermique. Des techniques de microscopie électronique, de champ proche, optiques ou de rayonnement synchrotron permettent de scruter ces mêmes propriétés à petite échelle.

Dans ces caractérisations, les techniques d’imagerie prennent une importance croissante, pour examiner des dispositifs nanométriques mais aussi parce que les propriétés physiques des matériaux massifs dépendent souvent de leur microstructure, la compréhension du couplage entre les deux permettant d’espérer améliorer leurs performances. Le laboratoire dispose d’un ensemble très complet de microscopies disponibles en plate-formes, englobant les microscopies électroniques, en champ proche, optiques et mécaniques.

De nombreux moyens de caractérisation de l’Institut sont utilisés pour des actions de formation à destination des étudiants des universités de Grenoble, et des actions de formation continue (via « CNRS Entreprise » entre autres).


 

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Pour plus de détails, consultez les pages des pôles technologiques impliqués dans la conception et la réalisation d’appareillages originaux et dans la gestion des différents instruments sont : Automatisation et Caractérisation, Capteurs, Cristaux massifs, Ingénierie expérimentale, Instrumentation, Nanofab, Optique.

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