Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article, dédié à la spectroscopie de diffusion Raman appliquée aux conditions extrêmes, présente un état de l'art de l'instrumentation et de la méthodologie Raman via le détail des dernières évolutions technologiques. Sont abordées également les difficultés rencontrées liées aux conditions extrêmes. Des exemples d'applications aux milieux hostiles (relaxation structurale de la silice pendant le recuit, suivi in situ de l'altération du dioxyde d'uranium sous radiolyse) viennent ensuite en illustration.
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This article, dedicated to the Raman diffusion spectroscopy applied to extreme conditions, presents the state-of-the-art Raman instrumentation and methodology through the latest technological developments. The issues related to extreme conditions are also discussed. Examples of applications in hostile environments (structural relaxation of silicon during annealing, followed by the in-situ alteration of uranium dioxide by radiolysis) illustrate the subject matter.
Auteur(s)
-
Aurélien CANIZARES : Ingénieur en développements spectroscopiques Laboratoire CEMHTI (Conditions extrêmes et matériaux : haute température et irradiation), UPR3079 CNRS
-
Patrick SIMON : Directeur de recherche Laboratoire CEMHTI UPR3079 CNRS
-
Guillaume GUIMBRETIERE : Chargé de recherche Laboratoire CEMHTI UPR3079 CNRS
INTRODUCTION
Domaine : techniques d'analyse
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : Spectroscopie de diffusion Raman, accélérateur de particules, cyclotron
Domaines d'application : matériaux, nucléaire, géologie, hautes températures
Principaux acteurs français :
Industriels : Renishaw, Horiba Jobin Yvon, Andor Technology, Bruker Corp., Jasco, Thermo Scientific, BW Tech, BaySpec, Kaiser Optical System
Autres acteurs dans le monde :
Contact : [email protected]
L'expertise technique et scientifique de référence
DOI (Digital Object Identifier)
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Exemple de l'altérnation d'UO2 sous radiolyse
En anglais
2. Instrumentation Raman : un état de l'art
La spectroscopie de diffusion Raman est présentée en détail dans l'article Spectroscopie Raman [P 2 865]. Cette technique expérimentale repose sur la diffusion inélastique de la lumière par les liaisons interatomiques (vibrateur isolé dans les molécules, phonons dans les solides).
Elle permet de connaître la composition de la matière ainsi que sa structure (et sa dynamique)
La figure 1 présente six spectres illustrant les informations accessibles par la méthode de caractérisation. Ce sont les spectres de matériaux de compositions identiques (SiO2) mais de structures différentes. Les modes du spectre de silice, en noir, sont larges, caractéristiques d'une structure désordonnée : celle d'un verre. Les autres spectres représentent les polymorphes du cristal de SiO2 . Les modes sont plus fins, caractéristiques d'une structure ordonnée.
En résumé, la position du pic Raman renseigne sur l'espèce chimique mise en jeu dans la liaison sondée sa largeur caractérise l'ordre structural. Un déplacement du pic renseigne sur l'état de contrainte du matériau et sur sa température.
Cette technique a connu un essor lié aux innovations technologiques qui ont permis de rendre la technique plus largement applicable. Dans un premier temps, l'excitation a été révolutionnée par le LASER : cohérence, monochromaticité, directionnalité et intensité. Vint ensuite l'analyse multicanale, qui a fortement réduit le temps de mesure grâce à l'acquisition simultanée de la gamme spectrale sur le millier de pixels d'un détecteur multicanal (barrettes de photodiodes dans un premier temps, puis aujourd'hui caméras CCD). Ensuite, la microspectroscopie Raman a donné accès à l'analyse cartographique d'échantillons avec une résolution spatiale inférieure au micromètre, grâce aux objectifs microscopiques à forte ouverture numérique, au filtrage confocal et aux platines de déplacement micrométriques. Des...
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Instrumentation Raman : un état de l'art
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CANIZARÈS (A.) - Développements instrumentaux en spectroscopie Raman appliqués aux mesures en conditions extrêmes. - In physique 2011, Université d"Orléans, Orléans. p. 241 (2011).
-
(2) - SIMON (P.), MOULIN (B.), BUIXADERAS (E.), RAIMBOUX (N.), HERAULT (E.), CHAZALLON (B.), CATTEY (H.), MAGNERON (N.), OSWALT (J.), HOCRELLE (D.) - High temperatures and Raman scattering through pulsed spectroscopy and CCD detection. - Journal of Raman Spectroscopy, 34(7-8), p. 497-504 (2003).
-
(3) - YASHIMA (M.), KAKIHANA (M.), SHIMIDZU (R.), FUJIMORI (H.), YOSHIMURA (M.) - Ultraviolet 363.8-nm Raman spectroscopic system for in situ measurements at high temperatures. - Applied Spectroscopy, 51(8), p. 1224-1228 (1997).
-
(4) - FUJIMORI (H.), KOMATSU (H.), IOKU (K.), GOTO (S.), YOSHIMURA (M.) - Anharmonic lattice mode of Ca2SiO4 : Ultraviolet laser Raman spectroscopy at high temperatures. - Physical Review B, 66(6) (2002).
-
(5) - ZOUBOULIS (E.), RENUSCH (D.), GRIMSDITCH (M.) - Advantages of ultraviolet Raman scattering for high temperature investigations. - ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Wix (Renishaw) http://www.renishaw.com
LabSpec (Houba Jobin Yvon) http://www.houba.com
WITec Project (WITec) http://www.witec.de
Matlab (Mathworks) http://www.mathworks.fr
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