O. Taché*, O. Spalla*, P. Launois†, M. Pelloux†, Ph. Joly†, S. Rouziere† (* CEA – LIONS, † LPS Orsay)
La diffusion et diffraction des rayons X jouent un rôle important dans le développement des nano briques utilisées dans les nouveaux systèmes électroniques, et l'analyse quantitative de nombreux nanomatériaux. La possibilité de caractériser des échantillons sans préparation préalable contraignante est une qualité essentielle de ces techniques. Par exemple, il est possible d'effectuer le suivi de la cinétique de la formation de mésoporeux ou de cristaux de nanoparticules. La résolution temporelle dépend bien sûr de la source et peut descendre de quelques millisecondes sur un synchrotron à quelques secondes avec les meilleures sources de laboratoire.
Un autre aspect de la diffusion / diffraction par transmission est la possibilité de faire varier la gamme de vecteur d'onde, offrant ainsi une grande variété de distances caractéristiques de l'échantillon. Mais conduire des expériences sur des systèmes multi-échelles demande de coupler la diffusion des rayons X et la diffraction.
Sur les montages SAXS-WAXS conventionnels de laboratoire, utilisant une cible au cuivre on ne dispose que d'une gamme d'angle limitée et les rayonnements peuvent ne pas être assez pénétrants. L'accès aux synchrotrons est alors obligatoire, mais il reste soumis à l'acceptation du projet de demande d'expérience et ne permet pas les expériences longues.
Ainsi l'utilisation d'une source au Molybdène permet de résoudre la question de la pénétration du rayonnement dans les échantillons absorbants. La combinaison de montages complémentaires installés sur les deux sorties d'une anode permet d'étendre significativement la gamme de q accessible.
Le LPS (Laboratoire de Physique des Solides d'Orsay) et le LIONS, deux laboratoires experts dans l'étude des matériaux grâce aux rayons X, ont combiné leur expertise pour assembler un pole « molybdène » qui offrira une gamme de « q » s'étendant de 0.2 nm-1 à 90 nm-1 par l'utilisation de deux montages complémentaires, MOMAC et FarWaxs, initialement regroupés autour d'une unique anode tournante au Molybdène. Le dispositif MOMAC est aujourd'hui implanté autour d'une nouvelle source, au « SWAXS-Lab », laboratoire d'étude SAXS-WAXS et GISAXS, commun au NIMBE et au LLB.
Le montage MOMAC, permet d'obtenir 20 x 106 photons/s sur l'échantillon sur une gamme de vecteur d'onde allant de 0.2 nm-1 à 40 nm-1 et assurant ainsi un recouvrement avec le montage FarWaxs du LPS. Le montage sera facile d'utilisation avec un haut niveau d'automatisation. Le système de collimation est composé d'une optique Osmic, et de fentes hybrides à cristaux. Le détecteur est un « mar345 », système d'image plate automatique possédant une taille de détection de 345 mm de diamètre. Une chambre à vide spécifique a été conçue. Le système s'acquisition de données TANGO a été choisi pour le contrôle-commande .
