PACSMAN
Plateforme d’Analyses Chimiques, Structurales, d'essais mécaniques et de Microscopies Analytiques
Caractériser la matière à l’échelle micro/nanométrique grâce à des équipements de pointe
Le CIMAP possède une solide expertise en caractérisation structurale et microstructurale des matériaux. Sa plateforme regroupe un ensemble d'équipements de pointe dédiés à la préparation et à l'analyse des matériaux, permettant d'étudier leur structure, leur composition chimique et leurs propriétés à différentes échelles.
Certains instruments sont mutualisés avec le laboratoire CRISMAT, tandis que d'autres ont été acquis grâce au projet Équipex GENESIS, au projet RIN Plateforme PROSIMS et à plusieurs programmes de financement dédiés aux infrastructures de recherche.
Principalement utilisée par les équipes NIMPH, PM2E et MADIR, la plateforme est également accessible aux autres équipes du laboratoire ainsi qu'à des partenaires académiques et industriels.
Intégrée à la fédération IRMA, elle contribue également au réseau national METSA, qui facilite l'accès aux grands équipements de microscopie électronique.
Équipements disponibles
La plateforme met à disposition des outils dédiés à la préparation d'échantillons et à la caractérisation avancée des matériaux, notamment :
- DualBeam Helios NanoLab 660 (Thermo Fisher Scientific / FEI) – préparation et usinage d'échantillons par faisceau d'ions focalisé (FIB-SEM) ;
- Diffractomètre de rayons X D8 Discover (Bruker) – analyse structurale et cristallographique ;
- Spectromètre de perte d'énergie des électrons (EELS) – analyse chimique et électronique à haute résolution ;
- SIMS (Spectrométrie de masse d'ions secondaires) – caractérisation chimique de surface et en profondeur ;
- Microscope électronique en transmission JEOL ARM200F (mutualisé avec le CRISMAT) ;
- Microscope électronique en transmission JEOL F200 (mutualisé avec le CRISMAT) ;
- Salle de préparation d'échantillons équipée notamment d'un dimpler, d'une scie à fil, d'un système PIPS et d'autres équipements spécialisés.
Responsable de la plateforme
Marie-Pierre Chauvat
Notreorganisation
Microscopie et analyses structurales
- Caractérisations structurale et chimique
- Micro-analyses
- Implantation ionique localisée
- Sondes locales
- Cartographies corrélatives
- Propriétés locales
Spectroscopies et analyses moléculaires
- Analyses chimiques
- Analyses moléculaires
- Liaisons chimiques
- Profil en profondeur
- Absorption
- Réflexion
Comportement des matériaux et des structures
- Fatigue
- Élasticité, viscoélastique, viscoplasticité
- Couplage multiphysique (thermique, hydromécanique)
Les équipements de la plateforme
Spectromètre de perte d'énergie des électrons
- (EFTEM et EELS) installé sur un microscope
- JEOL ARM 200 doublement corrigé
- GATAN – QUANTUM ER (965)
Spectrométrie d’énergie de résolution 0,1 eV
- Champ spectral de 2 keV
- Acquisition rapide de spectres (1000 spectres/s)
- Détecteur CCD (2Kx2K)
- DualEELS
- STEM EELS
- Analyses EELS et EDS synchronisées
- Opérationnel pour 2 tensions (80 kV et 200 kV)
Microscope électronique et à force atomique
Diffractomètre de rayons X D8 Discover - BRUKER AXS
- Haute Résolution – Géométrie In-Plane
- Goniomètre horizontal q/2q ultra-GID
- Berceau d’Euler avec les rotations Chi, Phi, et les translations X, Y, Z
- Tube céramique KFL Cu 2.2kW twist-tube
- Différents portes-échantillons, tête goniométrique et platine à inclinaison Zeta, Xi motorisée
Optique 1aire:
- Miroir Göbel
- Monochromateur à 2 réflexions ACC2 (Ge022)
- Absorbeur automatique, fentes, masques, filtres
Optique 2aire: plusieurs chemins optiques et détecteurs possibles :
- PathFinder (fentes automatiques ou fentes de sollers 0.2° ou analyseur Ge022) + détecteur 0D: scintillateur NaI
- Sollers ou fentes automatiques + détecteur 0D-1D (LYNXEYE XE 3° - Si)
- Détecteur 2D (Vantec 500)
Suite logicielle (EVA, MULTEX, LEPTOS, PDF-2) – Reconnaissance des optiques
PELIICAEN
Contact
Responsable scientifique : Stéphane GUILLOUS
Environnement expérimental
- Environnement UHV (10⁻⁹ mbar), ensemble des éléments in-situ
>> MEB : Faisceaux d’électrons focalisés
Colonne de type ECLIPSE+ (Tescan France)
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>> FIB : Faisceaux d’ions focalisés
Source d’ions de type ECR (Nanogan)
Colonne Ionique EVOL de type COBRA-FIB (Tescan France)
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>> Faisceaux lasers
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>> SPM : Microscopies en champ proche (analyse de surface)
Tête LiteScope UHV (Nenovision)
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>> Spectroscopies
Spectromètre de luminescence : type SPARC-ATM (DELMIC)
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>> Equipements transverses
Détecteurs
- Electrons secondaires (SED)
- Galettes MCP pour TOF-LEIS
- Faraday amplifiée pour TOF-SIMS
- Mesures de courant sur échantillon (10⁻¹⁴ – 10⁻⁶ A)
Tables de déplacements 4 axes
- Déplacement ensemble SPM+échantillon (préc. 1µm)
- Rotation de 90 à 0° avec l’axe faisceau d’ions (rés. 0,1°)
SAS de transfert UHV
- Insertion et retrait manuels par canne de transfert
- Assistance par 4 caméras
- Porte échantillon de type SHOS (Omicron)
- Pas de remise à l’air de l’enceinte d’expérience
Nanospace
- Responsable technique : Yann DOUBLET
- Responsable scientifique : Fabrice GOURBILLEAU
Spécifications techniques
Dans un environnement UHV, la résolution en microscopie électronique à balayage est inférieure à 4 nm et elle est de 12 nm en FIB Xénon avec une vitesse d’abrasion 50 fois supérieure à celle d’une FIB Gallium.Pour ce qui est du TOF-SIMS, la résolution en masse est de 4500 sur le 28Si.La résolution en imagerie est inférieure à 60 nm sur un domaine en masse de 0 à 500u.
Applications
- Gravure avec un faisceau d'ions Xe (cas d'un dessin Bitmap)
- Analyse par spectroscopie d'ions secondaires en temps de vol (TOF-SIMS) et cartographie 2D
