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PLEIADES tient ses promesses

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Les premiers spectres d’électrons ont été enregistrés sur PLEIADES la nuit du 23 mai 2009. Ils témoignent des possibilités exceptionnelles offertes par la ligne aux communautés qui s’intéressent à l’exploration de la matière diluée par les méthodes de spectroscopie en couche interne. Bienvenue dans la physico-chimie moléculaire à ultra haute résolution.

PLEIADES est une ligne de lumière X-mous à ultra haute résolution (pouvoir résolvant ultime avoisinant les 100000 à 50 eV) couvrant le domaine spectral entre 7 eV et 1 keV grâce à deux sources onduleur. Cette ligne de lumière, qui sera définitivement ouverte aux utilisateurs pour le prochain appel à projets de septembre, est dédiée aux études spectroscopiques de physico-chimie en phase diluée (atomes, molécules, ions, agrégats, molécules biologiques et nanoparticules).
Pour ce type d’études, l’intérêt de la très haute résolution spectrale réside dans la possibilité ainsi offerte d’explorer la dynamique des noyaux atomiques et celle des électrons à des échelles de temps très courtes, de l’ordre de la femtoseconde.

Durant le dernier run, après une à deux semaines d’ajustements et de mises au point, l’équipe de PLEIADES a collecté les tous premiers spectres d’électrons de la ligne en régime sub-durée de vie : c’est le week-end du 23 et 24 mai que les spectres de relaxation Auger-Raman ci-dessous du Krypton (Kr 3d5/2→5p), et de l’Azote (N1s→π*) ont été enregistrés.


La finesse et le détail des pics laissent présager des performances spectaculaires pour accéder aux dynamiques courtes des noyaux via les états électroniques excités en couches internes des atomes. Le choix de la très haute résolution et les innovations technologiques qui la permettent (cf encadré) semblent d’ores et déjà tenir leurs promesses. Les phases de tests poussés de la ligne en juillet prochain seront là pour qualifier précisément les possibilités de la ligne qui offre également un haut flux de photons. La combinaison ultra-haute résolution et haut flux de photons permettra de s’attaquer à des systèmes plus complexes que des molécules et d’étudier par exemple des nanoparticules isolées sous forme d’aérosols, des agrégats atomiques et moléculaires ou de grosses molécules d’intérêt biologique.

Les premiers réseaux holographiques à 2400 traits/mm

Issus d’une collaboration entre SOLEIL et HORIBA Jobin Yvon, les réseaux à profondeur de gravure variable (VGD) sont des réseaux holographiques réalisés par usinage ionique dont la profondeur de gravure varie régulièrement le long des traits. Quand le réseau est illuminé par un faisceau très étroit, une simple translation dans la direction des traits permet d’ajuster en continu la condition de blaze* par sélection de la profondeur de gravure adaptée aux conditions d’utilisation. Ces réseaux VGD sont conçus spécifiquement pour la nouvelle génération de synchrotrons: la faible divergence des faisceaux des synchrotrons actuels jointe aux possibilités d'accord propres à ces nouveaux réseaux, offre une occasion unique de maintenir en permanence la condition de blaze et de garder ainsi des performances de mesure optimales sur tout le spectre avec un seul réseau. La plupart des monochromateurs qui équipent les lignes XUV du synchrotron SOLEIL ont été conçues pour utiliser ces réseaux (TEMPO, CASSIOPEE, ANTARES). Le monochromateur de PLEIADES est quant à lui équipé du premier réseau très dispersif de 2400 traits/mm ce qui lui permet d’atteindre la résolution pour laquelle la ligne a été conçue.

*la condition de blaze est la configuration d’utilisation permettant de maximiser l’intensité de diffraction.

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