Матеріали, випромінювання, структура - MRS (361) - Institut Neel
Розуміння структурного походження фізико-хімічної поведінки складних матеріалів
Команда MRS (Materials, Radiation, Structure) збирає дослідників із додаткових дисциплін (фізики, хіміки, геохіміки, кристалографи), які розробляють і використовують передові експериментальні та методологічні засоби, опановуючи весь експериментальний процес від синтезу до фізичних та структурних вимірювань. Ми поділяємо помітну специфіку для досліджень екстремальних умов і активно беремо участь у інструментах CRG на великих об'єктах Гренобля (ESRF, ILL). Досліджувані системи варіюються від магнітоелектричних оксидів до інтерметалічних енергетичних матеріалів через напівпровідникові нанопроводи, матеріали культурної спадщини та гідротермальні рідини.
Матеріали культурної спадщини
Структурні дослідження давніх матеріалів та творів мистецтва: пігментів та косметики (античність, епоха Відродження, доколумбова Америка), кераміки та декорацій, нефритів ... Застосування кристалографічних методів та синхротронних технік. Використання мікропроменів на цих дуже неоднорідних сполуках (хімічний та структурний аналіз у елементарній шкалі зерен). Співпраця C2RMF (Музеї Франції). Вивчення археоміметичних гібридних матеріалів: захоплення хромофорних молекул у нанопористі матриці. Дії: НДР, конференції (SR2A 2005 або ECM 2007), школи (спеціалізований курс HERCULES 2007)
Вивчення матеріалів спадщини: структура та розвиток
Ерік Дуріхі, Жан Луї Ходо, Мішель Енн, Полін Мартінетто [Інститут Неель, CNRS, Гренобль]
Валтер, Дж. Цукаріс, Дж. Кастінг, М. Котте, Е. Велкешоу [C2RMF, CNRS, Париж]
Ph. Sciau [CEMES, CNRS, Тулуза]
Ph.Goudeau [SP2MI, Пуатьє]
Р. Шапулі, К. Пачеко [IRAMAT, CNRS, Бордо]
Пан Санчес дель Ріо [ESRF, Гренобль]
Ключові слова
археологія - мистецтво - синхротрон - кристалографія - мікроструктура
З часу нашого першого досвіду роботи на ESRF у 1997 р. Ця діяльність широко поширилася. Фізико-хімічні дослідження матеріалів спадщини за допомогою синхротронного випромінювання відбуваються в національному та міжнародному контексті, який значно змінився за останні 5 років. Зараз, у Франції, наприклад, ESRF[8] і СОНЦЕ[9] кваліфікувати ці дослідження в рамках нових тем і розмістити їх у своїх майбутніх перспективах та своїх дослідницьких програмах самостійно.
E. Dooryhée та його співавтори (P. Martinetto, M. Anne, JL. Hodeau, C. Dejoie та ін.) Поступово брали участь у певній кількості дій навколо кристалографічних та спектроскопічних досліджень археоматеріалів, включаючи використання синхротронних методів та навчання дії (SR2A 2005, НДР 2762, HSC5 тощо). Ці національні та міжнародні заходи спрямовані на:
з одного боку, розмістити кристалографічний підхід у стратегіях аналізу предметів мистецтва та археологічних матеріалів;
з іншого боку, застосовувати нові методології з використанням синхротронного випромінювання (томографія, візуалізація, спектроскопія, висока роздільна здатність тощо) для вивчення археоматеріалів;
просувати ці аналітичні підходи на великих інструментах із зацікавленими громадами SHS.
Список літератури
Гідротермальні рідини
Ми зацікавлені в дослідженні в команді "Надкритичні рідини" на місці з молекулярні структури характеризуючи рідини за гідротермальні умови. Об'єктами наших досліджень є структури розчинника (головним чином H2O, H2O + NaCl та CO2) та розчинених речовин з метою з'єднання цих структур з властивості рідини в цих умовах високої температури та тиску.
Чому ?
Дійсно, ці рідини є тими, що є в Земна кора, чи то в підповерхневих середовищах, у більш суворих гідротермальних умовах, магматичного типу, чи в підземних масивах зберігання (геологічна секвестрація вуглекислого газу в водоносних шарах шляхом розчинення або карбонізацією в основних породах). У всіх випадках заявки стосуються металевий транспорт і видоутворення рідинами. Цими металами можуть бути забруднюючі речовини (рухливість та біодоступність токсичних металів на поверхні), метали з високою економічною цінністю (Cu, Au, Ag, W, U та ін.), Відкладення яких створюються в гідротермально-магматичних умовах, або метали присутній у гірських породах, що взаємодіють із накопиченими газами (Fe, Mg, присутніми в основних породах). У всіх цих ситуаціях дуже важливо розуміти локальні процеси взаємодії які є джерелом властивостей переносу/осадження цих рідинних середовищ, а також видоутворення важливих даних для розуміння геохімії системи.
Як? 'Або' Що ?
Існує багато методів, які ми використовуємо: рентгенівсько-абсорбційна спектроскопія, непружне розсіювання, малокутове розсіювання, оптична спектроскопія КРС. Всі вони мають спільне своє чутливість до місцевої структури в рідині, від декількох ангстремів до декількох сотень ангстремів. Так само всі вимагають, щоб ми розробляли a прилади високого тиску/високої температури оригінал, що дозволяє переглядати на місці фазова діаграма.
Жан Луї Хаземанн (DR2, Інститут Неель, CNRS)
Денис Тестемале (CR1, Інститут Неель, CNRS) також активно бере участь у нашій діяльності:
команда FAME: Олів'є Прау (OSUG, CNRS), Ерік Лахера (OSUG, CNRS) та Вільям Делнет (OSUG, CNRS) за експеримент HP та взаємодію маніпуляцій на лінії FAME тощо.
підрозділ приладобудування в Інституті: Ален Прат, Ремі Брюер, Селін Гужон для розвитку HP, управління HP/HT тощо.
Співпраця
Вступ
У рамках теми «Магнітні інтерметалічні матеріали та екстремальні умови» ми зацікавлені у вивченні кристалографічних структур та чудових фізичних властивостей магнітних матеріалів. Ці матеріали можуть включати різні елементи, такі як перехідні метали, рідкісноземельні елементи та металоїди, та мають оригінальні кристалічні структури та чудові фізичні властивості.
Як? 'Або' Що
Методи, які ми використовуємо, численні: рентгенівська та нейтронна дифракція, рентгенівсько-абсорбційна спектроскопія (XANES, XMCD), нееластичне розсіяння нейтронів, ATD, DSC термічний аналіз. Магнітні вимірювання (магнітна сприйнятливість, вимірювання намагніченості, магнітна анізотропія) та транспорт. Ми особливо покладаємося на чутливість дифракції нейтронів для визначення магнітних структур, їх еволюції та фазових діаграм як функції складу, температури та тиску. Сайт D1B
- Постійний персонал:
- Олів’є Існард
- Аспіранти
- Паулу Карвальо
- Стажер
- Гюнтер Шурц
- Колишні учасники:
- Ерве Майо, докторант, дисертація, захищена в листопаді 2008 року: Внесок у кристалографічне та магнітне дослідження інтерметалідних сполук R - Co - B та R - Fe - B (R ≡ рідкісноземельний елемент), (в даний час інженер з досліджень та досліджень Areva).
- Флорін Попа, докторант, дисертація захищена 1 лютого 2008 року: Розробка та дослідження м’яких магнітних порошків (Ni-Fe, Ni-Fe-X, Ni-Fe-XY) в нанокристалічному стані за допомогою високоенергетичного механічного подрібнення (в даний час Майстер конференцій, Технічний університет Клуж-Напоки, Румунія)
- Наталія Короян, докторант, дисертація захищена 20 травня 2008 р.: Структурні та магнітні властивості інтерметалідних сполук на основі рідкісних земель, кобальту та кремнію (в даний час докторант університету Бабеша-Болая, Клуж-Напока, Румунія)
- Самуель де Олівейра Нето, докторант (нині доцент, Бразилія)
- Вінсент Клозек, Post-Doc2002-2003 (нині науковий співробітник лабораторії Леона Бриллюена)
- Кирил Чакон, докторант (нині інженер-дослідник, лабораторія матеріалів та квантових явищ)
- Олександр Прохненко, докторант (нині науковий співробітник HMI Берлін)
- Едер Кінаст, докторант (нині викладач в Університеті Порто Алегре, Бразилія)
- Клаудія Злотея докторант (в даний час інженер з досліджень і розробок, Нідерланди)
Триває міжнародне співробітництво з цієї теми дослідження:
Магнетизм під тиском: Акад. Наук респ. Чеський прем'єр З. Арнольд і прем'єр Й. Камарад
Магнетизм: Babes Bolyai Cluj University Napoca Pr.E. Burzo, V. Pop
Синтез гідридів металів: Інститут енергетичних технологій, К'єллер, Норвегія, доктор В.А.Яртис
Високий тиск водню: Університет Гріффіта, Австралія, пр. Е. Грей та Т. Блач
Мессбауерська спектроскопія: Університет Міссурі Rolla Pr. G.J. Long
Мессбауерська спектроскопія: Університет Льєжу, Бельгія Пр. Ф. Гранджіан
Електронний розрахунок структури: ТУ Дрезден пр. М. Ріхтер і М. Кузьмін
Триває національна співпраця з цієї теми дослідження:
Сильні магнітні поля: LCMI, М. Гійо
Синтез гідридів металів: LCMTR Thiais M. Latroche, V. Paul-Boncour і F. Cuevas
З’єднання церію, ефект Кондо: ICMCB Б. Шевальє
Вступ
Ця сторінка порожня.
Технічні каталізатори
Подальше читання
Іхлі, Л. Блох, Ф. Крумейх, К. Ваконіг, М. Холлер, М. Гісар-Сікайрос, Т. Вебер, Дж. К. да Сільва, Й. А. ван Боховен, “Ієрархічна структура каталізаторів гідродесульфуризації NiMo, визначена за допомогою Ptychographic X-променева комп’ютерна томографія”, Angewandte Chemie International Edition 59 (39), 17266-17271 (2020). [doi: 10.1002/anie.202008030] [HAL: hal-02900805]
Контакт:
ТЕМ напівпровідникових нанопровідників
Ми вивчаємо співвідношення властивостей структури напівпровідникові нанопровідники (СЗ) використання просвічувальна електронна мікроскопія (ТЕМ), оптична спектроскопія та електронний транспорт. Крім того, ми використовуємо електричне зміщення нанопроволок на місці в ТЕМ, щоб дізнатись більше про електричні властивості на шкалах довжиною в нм.
Щоб отримати додаткову інформацію про це та людей, з якими можна зв’язатися, натисніть тут.
Приклад експерименту in-situ, коли твердотільну реакцію між алюмінієвим контактом на нанопровіднику SiGe розпочинають із використанням нагрівання Джоуля та вивчають in-situ в ТЕМ. (Посилання на публікацію: 10.1021/acsanm.0c02303)
Рентгенівська комп’ютерна томографія
Для досягнення 3D-рентгенівських знімків, як правило, використовується комп’ютерна томографія (КТ). Більшість методів рентгенівської візуалізації дозволять робити 2D-зображення, але в поєднанні з КТ можна отримати 3D-зображення зразка. Експеримент із двовимірної візуалізації повторюють для кожного томографічного кута, обертаючи зразок, як правило, на 180 або 360 градусів. Передаючи 2D-зображення в алгоритми томографічної реконструкції, отримують об'ємне зображення зразка. З цієї причини та як приклади ми називатимемо такі методи: дифракційна томографія (диф-томо), фазова контрастна візуалізація (PCI), голографічна томографія, точкографія з відслідковуванням спеклів, томографія когерентної дифракційної візуалізації (CDI) та Ptychographic X комп'ютерна томографія (PXCT).
Рентгенівська птихографія та спектральна птихографія
Рентгенівська птихографія (її також називають рентгенівською птихографією далекого поля) - це когерентна дифракційна техніка візуалізації, здатна забезпечити високо деталізовані зображення складного значення пропускання зразка. Колекція когерентних дифракційних картин створюється шляхом сканування зразка з просторово обмеженим освітленням та достатнім перекриттям сусідніх слідів освітлення. Ці перекриваються підсвічування вносять надмірність у дані, які використовуються для одночасного надання інформації про зразок та освітленість. Просторова роздільна здатність не обмежується розміром вхідного променя, а, скоріше, найбільшим вектором розсіювання, в якому можуть бути виявлені вкраплення. Виявлення птихографічної фази складається з ітераційного алгоритму, який посилить узгодженість між кожною позицією сканування та відповідною дифракційною картиною, пов’язаною перетвореннями Фур’є, а також узгодженість між сусідніми позиціями сканування через перекриття. Ця надмірність дозволяє нам одночасно отримувати амплітудні та фазові зсуви хвильового поля за об'єктом та функцію вхідного хвильового поля (зонд).
Зв'язок
Дифракція рентгенівських променів Комп’ютерна томографія
Ця сторінка порожня.
Електронна кристалографія
Електронна кристалографія: презентація
Визначення атомної та молекулярної структури кристалічних фаз є ключовим етапом у вивченні матеріалів та розумінні їх фізичних властивостей. Це вірно як у галузі фундаментальних досліджень, так і в галузі додатків.
Зі зростаючим значенням наноструктурованих матеріалів, рентгенівські методи визначення структур все частіше виходять за межі своїх меж. Особливо у випадку нанометричних порошків зі складними структурами, рентгенівська дифракція не завжди дає можливість визначити атомну структуру або навіть параметри решітки. Ці проблеми є ще більш очевидними, якщо порошок багатофазний.
Новий метод електронної кристалографії дає можливість пропонувати рішення у цих складних випадках. Справді, електронний пучок дозволяє проводити монокристалічні дифракційні експерименти, використовуючи вибрану частинку порошку. У ТЕМ також можна отримати зображення з атомною роздільною здатністю однієї і тієї ж частинки.
У цьому проекті будуть досліджені різні шляхи електронної кристалографії, щоб знайти метод, який найкраще підходить для даного матеріалу. Різні можливості:
придбання зображень із "високою роздільною здатністю", які в певних випадках і завдяки обробці зображень можуть дати модель структури
вимірювання дифракційної інтенсивності в режимі прецесії та застосування "прямих методів" для того, щоб знайти модель структури
поєднання дифракційної інтенсивності з фазами структурних факторів, отриманих за допомогою TF-зображень "високої роздільної здатності"
Ці методи застосовуватимуться до мультиферроєвих матеріалів, гібридних матеріалів та фармацевтичних матеріалів, котрі всі страждають від недоліку доступності лише у вигляді загальнофазних порошків.
Електронні дифракційні зображення вісі зони [1 1 1] Mn2O3, отримані класичним методом дифракції вибраної області (ліворуч) та дифракцією електронів прецесії (праворуч).
Залучені дослідники:
Хольгер Кляйн
Марія Бачія