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Auteur(s)
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Philippe COLOMBAN : Directeur de recherche CNRS - Laboratoire de dynamique, interaction et réactivité (LADIR), UMR7075 CNRS, Université Pierre-et-Marie-Curie (UPMC), Paris, France
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les matériaux et les dispositifs réalisés par leur association sont hétérogènes à différentes échelles, volontairement ou involontairement, ce qui influence, voire détermine de nombreuses propriétés. L'imagerie Raman en combinant la résolution optique spatiale submicronique et les informations subnanométriques pouvant être extraites des spectres apporte par sa sonde spécifique, la liaison chimique, des informations que les autres imageries ne peuvent donner.
Material and multi-material devices are heterogeneous at various scales. The heterogeneity that determines significantly material properties, results from the synthesis process and/or from a design, intentionally or not. Raman mapping combines the sub-micron optical spatial resolution with the sub-nanometre information available from Raman spectrum-modelling. This offers important information, not given by other imaging techniques because of the very specific character of the Raman probe, the chemical bond it-self.
Imagerie, spectroscopie Raman, céramique, polymères, mécanique, nanomatériaux, fibre, composites, microélectronique, contraintes
Mapping, Raman microscopy, ceramic, polymer, mechanics, nanomaterials, fibre, composites, microelectronics, stress
Domaine : Science des matériaux
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : élaboration, céramiques, polymères, composites, microélectronique
Domaines d'application : Mesures, contrôle, vieillissement, recherche
Principaux acteurs français : LADIR, UPMC-Paris ; LEPMI, INP, Grenoble ; LMOPS, Supelec, Metz
Pôles de compétitivité :
Centres de compétence :
Industriels : HORIBA Scientific (Jobin-Yvon), Renishaw, Kaiser Optical, Bruker Optics, Thermo Fischer Scientific, B Tec
Autres acteurs dans le monde :
Contact :
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VERSIONS
- Version archivée 1 de juin 2002 par Philippe COLOMBAN
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5. Anharmonicité et décalage Raman sous contraintes : imager les contraintes
Une des spécificités de la technique d'imagerie Raman est la double analyse physico-chimique et mécanique. En effet, comme son nom l'indique, la dynamique des atomes détermine les propriétés mécaniques. Les propriétés mécaniques macroscopiques d'un matériau hétérogène sont fonction de l'état de contrainte résiduel de ses constituants, fixé lors de l'élaboration (par le différentiel de dilatation entre phases) ou modifié ultérieurement. Une contrainte Δσ appliquée à l'échelle macroscopique va se répercuter à l'échelle moléculaire ou atomique par une déformation Δe (%) des liaisons chimiques et vice versa . Il en résulte un déplacement direct du nombre d'onde ν (cm–1) caractéristique des modes de vibration.
On rappelle que :
avec E module d'Young.
Dans l'approximation harmonique, le nombre d'onde d'un phonon est indépendant de la pression et, plus généralement, de toute contrainte, ainsi que de la température : la distance interatomique moyenne est fixe. Un potentiel anharmonique, par exemple un potentiel de Morse, est donc nécessaire pour rendre compte des déplacements Raman. Ainsi, un mode Raman de nombre d'onde ν i d'un composé soumis à un allongement Δe ou à une contrainte Δσ se décalera suivant...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LONG (D.A.) - Raman spectroscopy. - McGraw-Hill, New York (1977). TURRELL (G.), CORSET (J.). – Raman Microscopy – Developments and Applications. AcademicPress, Londres (1996).
-
(2) - GOUADEC (G.), COLOMBAN (Ph.) - Raman study of nanomaterials : how spectra related to disorder, particle size and mechanical properties. - Progress in Crystal Growth & Characterization Materials, 53, p. 1-56 (2007).
-
(3) - COLOMBAN (Ph.) - Analyse non destructive des objets d'art par méthodes spectroscopiques portables. - [RE 217] (2012).
-
(4) - COLOMBAN (Ph.) - SiC, from amorphous to nanosized materials, the exemple of SiC fibres issued of polymer precursors. - In Silicon Carbide, MUKHERJEE (M.) Éd., Ch. 7, INTECH, p. 161-186, 978-953-307-968-4 (2011) http://www.intechopen.com.
-
(5) - GOUADEC (G.), BELLOT-GURLET (L.), BARON (D.), COLOMBAN (Ph.) - Raman mapping for the investigation of nanophased materials. - Ch. 4. In Raman Imaging , Techniques & Applications, Springer Series in Optical Sciences, Raman Imaging, A. ZOUBIR Éd., DOI :10.1007/978-3-642-28252-2_3, vol. 168,...
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