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Univ. Paris-Saclay

Projets 2021

24 février 2021
Gun for a high resolution electron energy loss microscope

L’objectif ultime de notre projet est la réalisation d’un prototype d’un nouveau microscope pour les études de surface : un microscope à haute résolution des pertes d’énergie d’électrons (HREELM).

Le projet valorisation vise la validation de la production d’un faisceau d’électrons monochromatique à très basse énergie. Cette validation sera le levier principal pour envisager la construction du prototype HREELM, instrument qui sera une première mondiale. Il permettra d’imager la distribution des états vibrationnels de surface à l’échelle microscopique en combinant une résolution spatiale de quelques dizaines de nanomètres et une résolution spectrale du meV. Un second mode d’imagerie (mode diffraction) permettra d’obtenir la cartographie de la dispersion des phonons sur des échelles microscopiques.

L’originalité du HREELM repose sur deux innovations technologiques :

  1. L’utilisation d’une nouvelle source brillante d’électrons très monocinétique permettra de limiter grandement les aberrations géométriques en s’affranchissant de l’utilisation d’un monochromateur et donc d’atteindre les résolutions spatiales et spectroscopiques nécessaires.
  2. L’utilisation d’une optique électronique qui permet de conserver ces performances à travers l’imagerie dans le HREELM. Nous avons conçu celle-ci dans le cadre du projet ANR-DFG bilatéral HREELM. Elle est schématisée dans la partie centrale de la Figure 1, le détail étant  publié dans la revue Ultramicroscopy [Mankos2019].

 

12 février 2021
Combiner nano-structuration de surface, microscopie plein champ et diagnostic spectroscopique : Le but du projet HREELM (High Resolution Electron Energy Loss Microscope) est de combiner une nouvelle source d'électrons hautement monochromatique du Laboratoire Aimé Cotton (LAC) avec les expériences de lithographie chimique contrôlée par électrons de l'Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay (ISMO), et avec un microscope électronique spectroscopique plein champ et à haute résolution (Université de Mayence, JGU ; SPEC, CEA). Cette combinaison unique permettra la production et l’utilisation d’un faisceau d'électrons monoénergétiques (~1 meV), de très faible énergie (0-20 eV) et collimaté pour la structuration de surfaces à l'échelle nanométrique et comme outil de diagnostic. Son implémentation sur un nouveau microscope spectroscopique à champ complet, avec une haute résolution spatiale, énergétique, d'impulsion et temporelle (20 nm, peu de meV, 0,003 Å-1 et 150 ps, respectivement), ouvrira également la voie vers l'imagerie spectroscopique à haute résolution des états vibrationnels de surface (CEA/DRF/IRAMIS/SPEC).

 

 

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