Les instruments et services de la catégorie "Caractérisations in situ"

Doté d’une source positive, d’une source négative et de porte-objets variés, l’accélérateur ARAMIS 2MV permet d’effectuer un large panel d’études d’irradiation ionique et de synthèse de matériaux. Les 35 éléments chimiques disponibles permettent d’effectuer des études d’endommagement en « auto-irradiation » (sans pollution chimique), avec des flux entre 1E9 et 1E12 at/(s*cm2), et des masses allant de 1 à 197 UMA, à des énergies comprises entre 100 keV et 11 MeV. Cette gamme de faisceaux d’ions permet également de larges possibilités de dopage de matériaux jusqu’à une profondeur d’une dizaine de µm. Equipé d’un goniomètre 4 axes, de détecteurs SDD et germanium, les techniques d’analyses par faisceau d’ions (telles que RBS, RBS/C, PIXE, PIGE, ERDA) permettent la quantification élémentaire de matériaux, avec une discrimination en profondeur, ainsi que l’étude de défauts dans les matériaux cristallins. Le couplage avec l’implanteur ionique IRMA permet l’analyse in situ d’effets d’irradiation dans un matériau. Le couplage avec le MET permet l’étude à l’échelle nanométrique et en direct de l’évolution des modifications induites par les ions dans un matériau.

Avec sa source Bernas-Nier, IRMA a la possibilité de fournir des faisceaux de 65 éléments chimiques différents, avec des énergies allant de 5 à 590 keV. Avec des flux pouvant dépasser les 1E13 at/(s*cm2), le large choix d’éléments chimique permet d’envisager divers travaux tels que le dopage de semi-conducteurs, l’implantation de terres-rares dans des cellules solaires, la création de précipités, la création de défauts ou l’incorporation de gaz. Son couplage avec l’accélérateur d’ions ARAMIS permet l’analyse par RBS/C in situ des modifications induites dans le matériau par l’implantation ionique. Son couplage avec ARAMIS et le MET permet des expériences de co-irradiations et observations à l’échelle nanométrique uniques au monde.

D’une résolution de 0.27nm, le MET est doté d’un filament LaB6 et de caméras 2K et grand angle. Il possède une large gamme d’équipements d’analyse tels que l’EDX, le Gatan Image Filter (EELS - EFTEM) et le mode STEM (BF - DF - HAADF), permettant l’analyse chimique et structurale de matériaux à l’échelle nanométrique. Différents portes-échantillons, bénéficiant de simple ou double tilts, fonctionnent à des températures entre -170°C et 1000°C. Possibilité de couplage avec ARAMIS et/ou IRMA, quasi-unique au monde de part la diversité des ions et énergies disponibles, connu sous le nom de JANNuS-Orsay, pour étudier in situ à l’échelle nanométrique l’évolution des modifications microstructurales et chimiques dans un matériau induites par un ou deux faisceaux d’ions simultanés. Il existe un Groupement d’Intérêt Scientifique JANNuS avec la plateforme JANNuS-Saclay (triple faisceau au CEA Saclay).