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Paris-Saclay
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Univ. Paris-Saclay

Sujet de stage / Master 2 Internship

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Microscopie électronique à balayage en cellule microfluidique. Développements instrumentaux et méthodologiques

Spécialité : PHYSIQUE / Mesures physiques

Contact : CHEVALLARD Corinne,
e-Mail : corinne.chevallard@cea.fr,   Tel : +33 1 69 08 52 23
Laboratoire : NIMBE/LIONS

Stage pouvant se poursuivre en thèse : Non
Durée du stage : 0-5 mois
Date limite de constitution de dossier : 31/05/2022

Résumé :
Le stagiaire réalisera des observations MEB "preuves de concept" en liquide, en adaptant un montage fluidique existant aux spécificités de la microscopie électronique à balayage et développera des protocoles d'acquisition d'images. L'objectif est de fournir un nouvel outil pour les études in situ et operando en milieu liquide.

Sujet détaillé :
L'émergence des microscopies operando en milieu liquide est une avancée instrumentale majeure car elle rend enfin possible l'observation dynamique de systèmes chimiques ou biologiques dans un environnement proche de leur état fonctionnel. Dans ce contexte nous avons récemment développé une cellule microfluidique permettant l'imagerie par microscopie X à transmission (STXM) d'échantillons nanométriques en milieu aqueux. En plus de fournir des informations de type morphologique, cette technique renseigne sur la nature chimique et la coordination des atomes présents. Malheureusement les instruments STXM sont peu accessibles à la communauté scientifique car installés uniquement sur des sources de rayons X synchrotrons, les seules capables de fournir la brillance nécessaire pour ce type d'approche. Nous avons donc commencé l'adaptation de la cellule microfluidique à la microscopie électronique à balayage (SEM), technique relativement comparable en termes de résolution spatiale et de capacité d'analyse chimique mais qui est largement plus répandue.

L'objectif de ce stage est de réaliser des expériences preuve de concept consistant à observer en SEM l'évolution d'échantillons solides soumis à un renouvellement continu en solution réactive. Un premier volet du travail consistera à adapter le montage fluidique existant aux contraintes du microscope électronique (valeur du vide, encombrement des optiques, évacuation des charges). On pourra ici faire appel à certaines techniques de microfabrication (réalisation de joints d'étanchéité conducteurs par exemple). Un deuxième volet sera centré sur la mise au point des protocoles d'injection des solutions chimiques et d'enregistrement des événements à la surface du solide (caractérisation des temps d'échanges fluidiques, de la résolution spatiale, des possibilités d'analyse élémentaire). On envisagera ici le développement d'échantillons dédiés (dépôt sur substrats de motifs métalliques micrométriques par exemple).

Profils souhaités : élève ingénieur ou étudiant Master 2

Référence : C. Gosse, S. Stanescu, […] and C. Chevallard. A pressure-actuated flow cell for soft X-ray spectromicroscopy in liquid media. Lab Chip, 2020, 20, 3213-3229.

Localisation : LIONS, IRAMIS/NIMBE, CEA-Saclay, Gif-sur-Yvette
and HERMES beamline, SOLEIL synchrotron, St-Aubin

Contacts : corinne.chevallard@cea.fr ; stefan.stanescu@synchrotron-soleil.fr
Techniques utilisées au cours du stage :
Microscopie électronique, microfluidique, microfabrication

Mots clés : Imagerie operando/in situ en liquide, microscopie électronique, microfluidique, microfabrication

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