Présentation
English
Auteur(s)
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Irène NENNER : Service des photons, atomes et molécules, DSM/DRECAM, Centre d’études de Saclay
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Jean DOUCET
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Hervé DEXPERT : Laboratoire pour l’utilisation de rayonnement électromagnétique (LURE), laboratoire mixte CNRS, CEA, MESR
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le rayonnement synchrotron, lumière émise par des électrons ou des positrons relativistes et soumis à une accélération centripète fournit un très large spectre de longueurs d’onde depuis l’infrarouge lointain jusqu’aux rayons X. La nouvelle génération de machines spécialement conçues pour l’utilisation de cette lumière a ouvert, à une large communauté de scientifiques de laboratoires publics et privés, une grande variété de méthodes d’investigation de la matière condensée qui complètent et vont au-delà des méthodes classiques. La continuité spectrale et l’utilisation en faisceau monochromatique, la brillance de la source, sa structure temporelle, sa polarisation linéaire ou circulaire, ses propriétés de cohérence ont donné une nouvelle dimension aux études des propriétés structurales, électroniques, magnétiques de la matière à un niveau de résolution extrême. Les méthodes de caractérisation et d’analyse basées sur l’absorption, la diffusion-diffraction du rayonnement avec de nombreuses variantes, ou encore sur la fluorescence X et la photoémission, sont décrites avec différents exemples d’application choisis dans les secteurs de la catalyse, l’électrochimie, l’adhésion, la biocristallographie, la métallurgie ou encore les matériaux magnétiques artificiels. Les technologies et l’instrumentation associées au rayonnement synchrotron et au laser à électrons libres dans l’infrarouge, tels que les techniques d’imagerie, de microscopie et de lithographie beaucoup plus récemment développées en France ou à l’étranger sont présentées et illustrées par des exemples empruntés à la médecine, la chimie, l’électrochimie, la micromécanique. Enfin, le laser à électrons libres, qui peut être considéré comme une retombée du développement du rayonnement synchrotron, est décrit comme une autre nouvelle source de lumière. Les performances de la version infrarouge de ce laser sont illustrées par des applications en électrochimie et en microscopie à effet tunnel.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 1989 par Irène NENNER, Hervé DEXPERT, Michel BESSIÈRE
- Version courante de mars 2011 par Jean DOUCET, José BARUCHEL
DOI (Digital Object Identifier)
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Avenir du rayonnement synchrotron
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3. Autres technologies et instrumentations associées au rayonnement synchrotron
3.1 Introduction
Le paragraphe 2 a donné un aperçu, non exhaustif, des techniques de caractérisation et d’analyse des matériaux. Ces techniques représentent à l’heure actuelle la majeure partie des activités liées au rayonnement synchrotron et certaines sont utilisées en routine. Mais à côté de la caractérisation des matériaux et de leur analyse à l’échelle nanoscopique, se développent de plus en plus d’autres applications que l’on peut classer soit en techniques d’imagerie, soit en techniques d’insolation ou d’étalonnage. Ces nouvelles applications ouvrent de larges perspectives dans des domaines aussi variés que le diagnostic médical, la radiothérapie, ou encore les microfabrications. Enfin, à côté des machines à rayonnement synchrotron, les lasers à électrons libres construits sur la base d’accélérateurs linéaires et optimisés dans l’infrarouge sont des outils nouveaux qui ouvrent aussi des perspectives dans de nombreux domaines comme la microscopie ou l’étude in situ de surfaces.
HAUT DE PAGE3.2 Techniques d’imagerie et microscopie
3.2.1 Techniques liées à l’optique X
Les qualités des faisceaux synchrotrons permettent d’envisager à terme la transposition des activités de l’optique classique (imagerie - interférométrie) dans le domaine X, avec, autant que possible, transposition des performances à l’échelle de la longueur d’onde. Mais cette transposition passe nécessairement par le développement de nouveaux éléments d’optique X permettant de repousser les limites technologiques...
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