Contexte du réseau METSA

Avec l’arrivée depuis une dizaine d’années de nouveaux systèmes optiques permettant de corriger les aberrations des lentilles (correcteurs de Cs et bientôt correcteur de Cc), de monochromateurs permettant d’obtenir des faisceaux mieux résolus en énergie, le développement de nouveaux détecteurs et de spectromètres de plus grande dynamique et de meilleur résolution et la mise au point de porte objets originaux, la MET a indiscutablement progressé vers des mesures quantitatives à des échelles subnanométriques. De plus, l'utilisation de différents types d'impulsions laser ultra-brèves ont ouvert le potentiel de caractérisation des sondes atomiques tomographiques à de nombreuses classes de matériaux organiques et inorganiques (oxydes, verres, interfaces prothèse-os, semi-conducteurs à architectures complexes), bien au-delà de l'analyse des alliages métalliques. En outre, ces développements ont été accompagnés de grandes améliorations des protocoles de préparation des échantillons, principalement par FIB. L'analyse en SAT de zones d'intérêts préalablement sélectionnées (et caractérisés) par microscopie électronique est devenue une démarche routinière (approches de microscopie corrélative).
 

Ci-dessous, quelques exemples types d'applications des MET et SAT sont données. Vous pouvez explorez les possibilités offertes par chaque plateforme en consultant la liste des plateformes, en visitant leur résumé dans le menu "laboratoire" en haut de cette page, ou en utilisant l'outils de recherche en bas à droite sur la page d'accueil. En cas de doute, n'hésitez pas à contacter notre directeur.

Les mesures possibles au sein de METSA concernent:

Les mesures de structure locale par des techniques de microscopie à haute résolution (HRTEM et HRSTEM - HAADF, BF, ADF) avec des résolutions ultimes inférieure à 0.1 nm.

Les études de structures électroniques et de composition chimique par des techniques de spectroscopie de pertes d’énergie des électrons (EELS) avec des résolutions spatiales de l’ordre de 0.1 nm et des résolutions en énergie inférieure à 300 meV.

Les mesures de composition chimique par EDS avec des résolutions spatiales meilleures que 0.2 nm.
Les mesures locales de champs électrostatiques, magnétiques et de contrainte par des techniques d’holographie électronique.

Les études in-situ qu’elles soient sous atmosphère, en températures, sous contraintes, sous champ électrique ou sous rayonnement photonique.

Les mesures de diffraction quantitative à l’aide d’un système de précession des électrons et d’un détecteur spécifique (image plate, électromètre).

Les mesures d’aimantation et de configuration magnétiques par microscopie de Lorentz.

Les études locales chimiques tri-dimensionnelles par Sonde Atomique.

Les observations haute résolution d’objets congelés pour les études de la matière molle.

En outre, les développements en tomographie  permettent maintenant d’obtenir des informations tridimensionnelles de l’objet étudié. Ces développements ont naturellement trouvé des applications dans des domaines de recherche académiques ou industriels sur divers classes de matériaux :

Les matériaux et systèmes semi-conducteurs 

  • Influence des contraintes sur les propriétés électroniques dans les dispositifs
  • Profils de dopants
  • Structure et chimie de nanofils et d'hétérostructures
  • Propriétés electronique et optiques

La catalyse et les matériaux pour l'énergie

  • Structure et relaxation de nanoparticules
  • Rôle des surfaces sur les propriétés catalytiques
  • Variations de composition et de propriétés électroniques locales

Les matériaux magnétiques 

  • Mesures locales d’aimantation
  • Propriétés électroniques dans les interfaces pour la spintronique
  • Configurations magnétiques
  • Processus de retournement

Les matériaux de structure 

  • Mesures locales des déformations
  • Rôles des défauts et des précipités sur les propriétés mécaniques
  • Superplasticité

Les céramiques avancées (oxydes, nitrures, carbures …)
Structure, composition et structure électronique locales
Détection et analyse de structures complexes (nouvelles charpentes, oxyde modulé)
Composites nano-structurés multiphasés, revêtements

Les matériaux carbonés et matériaux bi-dimensionnels

  • Nanotubes de carbone
  • Fullerènes
  • Graphène et analogues inorganiques

L’étude de la matière molle 

  • Polymères, fluides complexes, interface solide-liquide
  • Biophysique et interfaces avec les nanotechnologies

L’utilisation optimale de ces nouvelles possibilités d’analyse nécessite des appareillages coûteux qu’il n’est pas envisageable de multiplier sur l’ensemble du territoire, une expertise spécifique dans les différentes techniques et dans leurs applications à des problématiques données.