Service de spectroscopie photoélectronique à rayons X

Introduction

L'analyse de surface est une discipline qui fait intervenir de multiples paramètres ; par conséquent, pour identifier l'état de surface d'un échantillon solide, l'application combinée de plusieurs techniques est nécessaire.

Le service de spectroscopie photoélectronique X (SXPS) de l'Université de La Laguna (ULL) a pour principale fonction la spectroscopie XPS, qui fournit des informations qualitatives et quantitatives sur la composition chimique de la surface d'un échantillon. Cette technique consiste à irradier l'échantillon avec des rayons X et à analyser les photoélectrons émis. L'énergie de ces photoélectrons est caractéristique de l'orbitale dont ils proviennent, ce qui permet d'identifier les éléments présents en surface, de déterminer comment ils sont affectés par leur environnement chimique (type de liaison, par exemple) et d'estimer la composition relative de la surface.

Toutes les techniques d'analyse de surface nécessitent un fonctionnement sous ultravide (UHV), avec des pressions pouvant atteindre 9 x 10⁻¹⁰ mbar. Cette exigence vise à éviter toute contamination de la surface analysée et à permettre aux particules chargées qu'elle émet d'atteindre l'analyseur.

Applications

De par ses caractéristiques, le SMAS est conçu pour l'analyse d'échantillons solides, de préférence non réactifs sous ultra-vide, conducteurs ou non conducteurs. Les échantillons peuvent se présenter sous forme de poudre ou de comprimés, et il est préférable qu'ils ne dépassent pas 10 x 10 mm² de surface ni 10 mm d'épaisseur.

La spectroscopie de photoélectrons à balayage (SXPS) offre des applications spécialisées utiles dans divers domaines de la recherche et du développement, ainsi que dans les secteurs industriel, biomédical, du patrimoine artistique et médico-légal, entre autres. L'analyse de surface trouve donc des applications dans une grande variété de matériaux.

• Les conducteurs
• semi-conducteurs
• Isolateurs
• Métaux
• biomatériaux
• Polymères
• Céramique
• Minéraux
• Matériaux composites

Équipement:

L'équipement principal est une plateforme d'analyse haute performance, le SPECS ProvenX-PS, un système XPS qui comprend les composants suivants :

• Chambre d'analyse de micrométaux avec champ magnétique résiduel inférieur à 0,5 µT équipée d'une caméra d'observation haute résolution et d'un pointeur laser pour un alignement précis des échantillons.
• Manipulateur porte-échantillon à 4 axes, avec capacité de refroidissement à l'azote liquide et capacité de chauffage par faisceau d'électrons.
• Analyseur d'électrons et d'ions PHOIBOS 150, offrant un angle d'acceptation jusqu'à ±15°, avec un détecteur AD-CMOS.
• Monochromateur FOCUS 500 pour UHV, avec une source de rayons X à double anode (Al/Ag).
• Neutraliseur de charge pour échantillons, avec des courants de faisceau stables de 0 à 500 eV.
• Source d'ions pour le nettoyage d'échantillons sous ultra-vide.

Financement

Cette infrastructure scientifique est disponible dans le service de spectroscopie photoélectronique produite par rayons X (SPXS) rattaché au Service général de soutien à la recherche (SEGAI) de l'ULL grâce au projet MINERVA FDCAN 2024.