Plateforme Nanocaractérisation

Pour une compréhension fine des matériaux 

Cette plateforme unique au monde, commune à trois instituts du CEA (Liten, Leti et IRIG) regroupe une cinquantaine d'équipements de caractérisation avancée. Organisée en centres de compétences (préparation des échantillons, microscopie électronique à balayage et en transmission, Rayons X, spectroscopies moléculaires, analyses de surface et analyses par faisceau d'ions), elle a vocation à accompagner les programmes de recherche du CEA via l'étude des matériaux, à cœur ou au niveau des surfaces et interfaces.

Les équipements de caractérisation permettent de sonder la structure (et la morphologie) des matériaux avec des échelles de résolution allant de quelques centaines de micromètres à l'Angstrom (WAXS, SAXS, SEM EBSD, TEM, HR-TEM, FIB SEM (3D), tomographie X…). Les informations sur la nature chimique, ainsi que les environnements chimiques et électroniques sont accessibles grâce aux analyses spectroscopiques (EELS, EDS…). Elles s'appuyent également sur les analyses de surfaces (comme par exemple XPS, TOF SIMS, Nano Auger) ou grâce aux analyses par spectroscopies vibrationnelles moléculaires (ex. Raman, FTIR).

La diversité des techniques présentes sur la plateforme permet aux chercheurs de coupler plusieurs informations afin de construire une analyse par exemple multi-échelles, ou de renforcer les interprétations via la corrélation de données issues de différents outils. 

La plateforme est à l’état de l’art mondial avec des équipements de caractérisation de pointe comme le TiTAN Thémis, un microscope électronique en transmission dont la résolution est de 50 picomètres, combinée à une information chimique locale.

Un instrument XPS/HAXPES est installé et disponible. Il combine l’utilisation de rayons X haute énergie (source Cr-Kα) avec une source conventionnelle Al-Kα pour l’analyse de la structure chimique et électronique des surfaces, films et interfaces enterrées.

Il est également possible de réaliser des tomographies avec des niveaux de résolution de quelques nanomètres grâce au FIB SEM 3D – potentiellement cryo. 

Au Liten, les expertises de caractérisation s'appuient sur une connaissance fine des matériaux tels que les matériaux utilisés dans les systèmes électrochimiques (batteries, piles à combustible, électrolyseurs haute température), alliages métalliques, cellules photovoltaïques, catalyseurs, matériaux polymères.

Localisée sur la presqu'île grenobloise, la plateforme de nanocaractérisation collabore avec les Grands Instruments (le synchrotron ESRF, le réacteur à neutrons à l'ILL, etc.) pour accéder à des équipements de caractérisation complémentaires.