La ligne "LUCIA" (Ligne Utilisée pour la Caractérisation par Imagerie et Absorption) est dédiée à des expériences de micro-absorption X (μXAS) et de micro-fluorescence (μXRF) dans le domaine des rayons X dits "tendres" (0.8-8 kev). Elle permet d'appliquer ces deux techniques non destructives à la mesure d'échantillons hétérogènes, de réaliser des cartographies élémentaires à l'échelle du spot de photons (2x2 microns2), et de décrire l'environnement local autour de ces éléments.
Un faisceau monochromatique est envoyé sur un échantillon placé sur une platine de translation x-z. Des cartes de micro-fluorescence sont tout d'abord réalisées (éventuellement à différentes énergies de faisceau incident, tirant profit du faisceau monochromatique accordable). Les informations obtenues permettent de déterminer la localisation des éléments, leur abondance relative, ainsi que les autres éléments auxquels ils sont éventuellement associés. Les régions d'intérêt peuvent ensuite être sélectionnées afin de les analyser par XAS (sonde sélective locale fournissant des informations électroniques et structurales).
Les deux techniques de microXRF et microXAS peuvent être combinées avec d'autres microtechniques, comme la spectroscopie Raman, pour donner des informations complémentaires sur l'échantillon. La gamme d'énergie offerte par LUCIA correspond aux meilleures performances de SOLEIL en termes de brillance. Elle permet des expériences de XAS au seuil K des éléments depuis le sodium (Na) jusqu'au Fer (Fe) et au seuil L du Nickel (Ni) au Gadolinium (Gd) ainsi qu'au seuil M des terres rares et des actinides.
Guide de l'utilisateur
Le lien ci-dessous vous permet de télécharger le guide de l'utilisateur. Il contient des informations de premières nécessité pour réaliser des opérations simples sur LUCIA. C'est un guide utile, n'hésitez pas à vous en servir, mais ne pensez pas qu'il vous autorise à toucher à tous les paramètres de la ligne...
La ligne AILES exploite la spectroscopie d’absorption infrarouge pour l’étude de molécules ou de matériaux.
Elle couvre la gamme s’étendant des Infrarouges (IR) aux Térahertz (THz) ou IR lointains (5 à 1500 cm-1).
En plus des gains en intensité et en brillance permis par le rayonnement synchrotron, la ligne se doit d’être aussi stable que possible afin de maintenir un très faible niveau de bruit.
Pour ce faire, elle est dotée d’un système d’extraction et d’éléments optiques de grande stabilité compatibles avec la technique interférométrique. Les photons émis dans un aimant de courbure sont collectés et exploités grâce à trois interféromètres de type Michelson (IRTF).
Ces trois stations spectroscopiques sont consacrées respectivement aux études d’électrochimie et catalyse (AILES C), aux études optiques de matériaux condensés (AILES B) et aux études ro-vibrationnelles de systèmes moléculaires (AILES A). Cette dernière est la station expérimentale de SOLEIL ayant la plus haute résolution spectrale absolue : 0.1 micro eV.
Les trois postes expérimentaux, complétés par des environnement échantillons adaptés et par un laboratoire de préparation d’échantillons, permettent ainsi l’étude d’échantillons solides, gazeux ou liquides, mais aussi de réaction chimique et ce, sous des conditions variées.
Les études sur AILES couvrent des applications en physique, biologie ou encore en chimie.
La ligne répond aux besoin des applications pour lesquelles il est nécessaire de combler le gap spectral entre IR et micro-ondes avec une intensité importante et une grande
stabilité.
Main transitions observed in infrared on AILES beamline
L'accès aux lignes de lumière SOLEIL est ouvert à tout scientifique venant du monde entier. Chaque année, la ligne de lumière infrarouge AILES accueille des chercheurs et ingénieurs de la recherche scientifique mais aussi des utilisateurs industriels. Pour bénéficier de temps de faisceau, vous devez au préalable soumettre votre projet via le portail SunSet.
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Dépôt de projets Les projets doivent être déposés via le SunSet |
Préparer votre demande de temps de faisceau : voir Le guide général des Utilisateurs
DISCO est composée de deux stations expérimentales : SRCD (dichroïsme circulaire avec le rayonnement synchrotron) et Imagerie UV.
1. SRCD permet d’enregistrer des spectres de dichroïsme circulaire en solution jusqu’à 165 nm même avec des tampons très absorbants et en films jusqu’à 120 nm. Acquisition très rapide de données sur le repliement et la stabilité.
2. IMAGERIE : deux microscopes à disposition (un wiki)
- un premier microspectrofluorimètre, POLYPHEME, pour enregistrer des images d’excitation ou d'émission de fluorescence de molécules absorbant de 190 à 400 nm. Permet également d’enregistrer des spectres issus de nanovolumes uniques.
- un deuxième microscope plein champ, TELEMOS, avec support en z porte objectifs motorisé pour l’imagerie rapide de cellules vivantes par exemple :
- De nombreuses molécules fluorescent lorsqu'elles sont excitées avec des ultraviolets (entre 190 et 400 nm), voici quelques exemples que nous avons rencontrés : les acides aminés aromatiques bien sûr, mais aussi le NADH, la DHE (qui peut remplacer le cholestérol dans les études membranaires), les acides féruliques, la lignine, les quadruplexes de G, les polyènes, ...
- Beaucoup d'oxydes métalliques (ZnO, TiO2) luminescent après une excitation UV
- Un certain nombre de médicaments et d'agents de contraste présentent une fluorescence naturelle après excitation UV
DISCO reçoit des utilisateurs depuis septembre 2009 sur ses trois stations expérimentales. L'utilisation du rayonnement synchrotron ultraviolet permet d'observer en solution, dans les cellules ou dans les tissus les biomolécules en interactions.
Les recherches développées par l'équipe concernent les interactions de la lumière avec les biomolécules. Elles sont soutenues par l'ANR, l'INRA, l'Union Européenne, la Région Centre, le PRES UniverSud.
détecteurs
| Bilan 2022 |
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473 projets accueillis 1187 utilisateurs reçus 28 lignes de lumière utilisent les laboratoires de chimie 12 projets par semaine |
Ces laboratoires proposent un support technique, une infrastructure, des équipements et des produits chimiques habituellement disponibles dans un laboratoire de chimie
La ligne de lumière ROCK est une ligne de spectroscopie d’absorption X en mode quick-EXAFS dans le domaine 4 - 40 keV.
Financée par l’ANR dans le cadre des Projets Investissements d’Avenir (Equipex 2010), ROCK est dédiée à l'étude des processus cinétiques rapides sur des nanomatériaux utilisés principalement dans le domaine de la catalyse et des batteries. Le but de cet EQUIPEX est de contribuer au développement de catalyseurs et de batteries plus performants qui devraient trouver des applications industrielles dans le domaine de la production et du stockage de l'énergie en conformité avec la protection de la santé publique et de l’environnement.
Des informations détaillées sur les miroirs et monochromateurs de la cabane optique, sur la station EXAFS. Retrouvez également les Setups disponibles sur ROCK, les techniques couplées et les particularités de la ligne.
Informations aux utilisateurs, préparation des échantillons, la charte SOLEIL des utilisateurs et une aide à la soumission de projets sont disponibles en ligne.
Aide à la soumission de projets
Comment préparer votre demande de temps de faisceau ?
Les soumissions de projet doivent suivre le modèle prédéfini suivant : Renseignement du "formulaire" en ligne, concernant la partie générale du projet.
- Description scientifique et expérimentale
- Annexes des images (format .jpeg .png)
- Description des conditions expérimentales nécessitant des précautions spéciales de sécurité
- Soumission du projet
(S'il s'agit de la continuation d'un projet, il est nécessaire de soumettre un rapport d'expérience(s) passée(s) dans le SUN set et inclure la (les) publication(s) correspondante(s) avant de soumettre votre nouveau projet)
L'ensemble de la demande doit être rédigé en anglais
De plus,
- Il est nécessaire de contacter un des scientifiques de la ligne, pour discuter de l'adéquation du projet avec les spécificités de la ligne de lumière en particuliers au sujet des environnements échantillons, du mode de détection ou d'acquisition.
- La justification du temps de faisceau demandé est indispensable.
N'oubliez pas de mentionner vos publications liées à la ligne dans le sunset.
Pour plus d'informations : Le guide général des Utilisateurs
The AILES beamline is designed for absorption spectroscopy, applied to the study of molecular and solid state systems. It covers the electromagnetic spectrum region ranging from the mid- to far- infrared (IR) or THz range (4000 to 5 cm-1).
In addition to the increase in flux and brilliance made possible by synchrotron radiation, the beamline has been designed for a high level of mechanical stability to minimize noise. This was achieved using high-stability optical mounts and chambers compatible with the interferometers' optical throughput.
Radiation emitted in a magnetic dipole is collected, carried and refocused at the entrance of one of the three Michelson-type interferometers (FTIR). Generally, the high-resolution (0.0008cm-1) Branch A is dedicated to rovibrational studies of molecular systems. While the mid-resolution (0.007cm-1) Branch B is dedicated the the optical properties of condensed matter. The mid-resolution (0.007cm-1) Branch C is for the study of electrochemical reactions and catalysis.
The three experimental branches are complemented by various sample environments, enabling studies of matter in gaseous, liquid and/or solid phase with samples subjected to different temperature or pressure parameters. There is also a dedicated laboratory for on-site sample preparation. Research projects on AILES concern different applications in physics, chemistry and biology.
The aim of the beamline is to answer the needs of scientific projects for which bridging the spectral gap between conventional IR and microwave radiation, combining high flux and stability over a broad-band source.
Sample environments and optical set-ups available on the mid-resolution spectrometers of Branch B and Branch C.
Main transitions observed in infrared on AILES beamline
Acces to the SOLEIL beamlines is open to scientists of the entire world. Every year, the AILES beamline at SOLEIL welcomes guest scientists or researchers from both academic and industrial communities, but, to access the facilities and obtain beamtime, potential users must first submit a beamtime application, via the SunSet application on the SOLEIL website.
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Beam time Applications Two important deadlines (standard & BAG project) : |
Prepare your Beamtime application The general User's guide
ANATOMIX est une ligne de lumière dédiée à la tomographie aux rayons X, à l'échelle micro- et nanométrique, en contraste d'absorption et contraste de phase. Elle fonctionne dans une gamme d'énergies photoniques comprise entre 5 et 50 keV et permet à ses utilisateurs d'obtenir des images radiographiques en deux et trois dimensions d'échantillons de taille macroscopique, allant jusqu'à plusieurs centimètres d'épaisseur. Pour des échantillons plus petits, la résolution spatiale atteint les 50 nm (correspondant à une taille du pixel de 20 nm). Des études en temps réel sont possibles, à des vitesses d'acquisition de données qui vont actuellement jusqu'à un scan tomographique par seconde. Des vitesses plus élevées d'acquisition sont en cours de développement, ainsi nous avons déjà pu effectuer des séries d'acquisitions à 20 volumes par seconde (50 ms par scan).
Un environnement conçu pour être aussi flexible que possible permet des études in situ et/ou in operando, dans des conditions proches des environnements naturels ou techniques des échantillons (en termes de température, humidité, charge mécanique, fluidique). Les échantillons biologiques peuvent être mesurés en état hydraté. Avec une préparation adaptée des échantillons, l'imagerie cellulaire sans environnement cryogénique est possible.
Tout comme les autres lignes de lumière de SOLEIL, ANATOMIX accueille des utilisateurs venant du monde entier ; l'accès est gratuit pour ceux qui s'engagent à publier leurs résultats et dont les projets sont sélectionnés par un comité de programme (2 appels par an). Si vous envisagez conduire un projet sur ANATOMIX, ne manquez pas de consulter le Guide utilisateur de la ligne ANATOMIX (en anglais, format PDF) et de nous contacter (section "Contacts" ci-dessous) afin de discuter la faisabilité de votre projet avant son dépôt.
| ANATOMIX est un Équipement d'Excellence (EQUIPEX) financé par le programme Investissements d'Avenir (PIA) de l'Agence nationale de la recherche (ANR), projet NanoimagesX, contrat no. ANR-11-EQPX-0031. |
Techniques accessibles à ANATOMIX
Afin de couvrir les gammes de paramètres décrits ci-dessus, deux types de méthodes radiographiques seront disponibles : la microimagerie à faisceau parallèle et la microscopie RX plein champ en transmission.
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Pour plus de détails:
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Publications récentes issues de travaux effectués sur ANATOMIX :
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Contacts
Pour plus de détails sur les possibilités techniques et scientifiques sur ANATOMIX, adressez-vous aux permanents de la ligne :
| Timm Weitkamp Scientifique, responsable de ligne |
+33 (0)1 69 35 81 37 timm.weitkamp@synchrotron-soleil.fr |
| Mario Scheel Scientifique, chef de projet nanotomographie (TXM) |
+33 (0)1 69 35 96 31 mario.scheel@synchrotron-soleil.fr |
| Jonathan Perrin Scientifique |
+33 (0)1 69 35 94 99 jonathan.perrin@synchrotron-soleil.fr |
| Guillaume Daniel Assistant-ingénieur |
+33 (0)1 69 35 96 66 guillaume.daniel@synchrotron-soleil.fr |
| Hubert Chevreau Ingénieur matériaux pour les applications industrielles |
+33 (0)1 69 35 97 00 hubert.chevreau@synchrotron-soleil.fr |
| Alessia Melelli Chercheuse postdoctorale |
+33 (0)1 69 35 96 59 alessia.melelli@synchrotron-soleil.fr |
| Shyam Pulickan Chercheur postdoctoral |
+33 (0)1 69 35 94 96 shyam.pulickan@synchrotron-soleil.fr |
Numéros de téléphone des salles de la ligne
| Salle de contrôle Zone optiques | +33 (0)1 69 35 97 31 |
| Salle de contrôle Expériences | |
| Cabane expériences EH3 | +33 (0)1 69 35 97 82 |
| Cabane expériences EH4 | |
| Salle de réunion et d'analyse de données | +33 (0)1 69 35 97 71 |
| Salle de préparation | |
| Atelier | +33 (0)1 69 35 99 80 |
| Exemples: Microimagerie à faisceau parallèle | |
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Microtomographie en contraste de phase d’un objet large : coupe virtuelle tomographique à travers la tête d’un lézard des murailles (Podarcis muralis). On note les détails de tissus mous, visibles par contraste de phase. L’animal mort a été immergé dans de l’éthanol pour les mesures. Données acquises sur ANATOMIX avec un détecteur indirect (scintillateur LuAG, objectif photo 1× et caméra sCMOS) avec une taille effective du pixel de 6,5 µm, résultant en une résolution spatiale autour de 15 µm. Les données volumiques ont été acquises en 7 minutes avec un faisceau RX blanc filtré d’une énergie photonique centrale d’environ 25 keV et à une distance échantillon–détecteur de 1,2 m. |
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Microtomographie de tissus mous biologiques : coupe tomographique horizontale en contraste de phase à travers le rein d’une souris. Le temps d’acquisition pour le volume a été de 5 minutes à une énergie photonique de 17 keV et une distance échantillon–détecteur de 33 mm ; taille effective du pixel : 1,3 µm, résolution spatiale environ 2,5 µm. Un filtre type Paganin a été appliqué dans la reconstruction. L’échantillon a été préparé avec une solution d’iode 90 mg/ml dans de l’agar. A gauche, coupe complète. A droite, détail agrandi. Echantillon fourni par Georg Schulz, Biomaterials Science Center, Université de Bâle (Suisse). |
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Microtomographie à champ étendu. Coupe tomographique verticale à travers un morceau de roche shale avec des inclusions de foraminifères, acquis à une taille du pixel de 0,65 µm. La taille du volume imagé a été augmenté en positionnant l’axe de rotation proche d’un bord du champ du détecteur, plutôt qu’au centre de celui-ci (« demi-acquisition »). Echantillon fourni par Roland Pellenq, MSE², Massachusetts Institute of Technology / CNRS / Aix-Marseille Université, Cambridge, Massachusetts, USA. |
| Exemples: Microscopie RX plein champ en transmission | |
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Nanotomographie (coupe verticale) d’une pâte de ciment à 10 keV. Le TXM a été utilisé en contraste de phase Zernike, avec une taille de pixel de 21 nm. La résolution est estimée à 85 nm (H) × 75 nm (V). L’échantillon a été découpé par FIB-SEM (usinage par faisceau d’ions focalisé combiné à un microscope électronique à balayage). Echantillon fourni par Roland Pellenq, MSE², Massachusetts Institute of Technology / CNRS / Aix-Marseille Université, Cambridge, Massachusetts, Etats-Unis. |
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Nanotomographie locale de tissu mou biologique, ici : un pancréas murin à 10 keV. L’image montre une coupe axiale à travers le volume reconstruit. Le TXM a été utilisé en contraste de phase type Zernike, à une taille de pixel de 44 nm. La résolution spatiale de l’image est estimée à 200 nm. Le pancréas a été extrait, fixé en formaline, déshydraté et enrobé dans de la paraffine. L’échantillon a été coupé en forme de bâtonnet d’un diamètre de 1,5 mm ; un volume de 40 µm de diamètre et de hauteur a été imagé en tomographie locale. Echantillon fourni par Raphael Scharfmann, INSERM / Institut Cochin, Paris. |
Tutoriel montage d'échantillons en microtomographie
ANATOMIX is a beamline for X-ray tomography on the micro- and nanoscale, in absorption and phase contrast. It operates in the energy range from 5 keV to more than 50 keV and allows its users to obtain two- and three-dimensional radiographic images of bulk volume samples of macroscopic size (up to several cm thickness). For smaller samples, a spatial resolution down to 50 nm (20 nm pixel size) can be achieved. Real-time studies are possible at speeds of currently up to one microtomography scan per second; higher speeds up to 20 volume scans per second (50 ms per scan) have been demonstrated.
A flexible sample interface enables in situ and/or operando studies under conditions similar to the natural or working environment of the samples (temperature, humidity, mechanical load, transport processes). Biological samples can be measured without dehydration and, in many cases, without chemical fixation. With suitable sample preparation, cellular imaging without cryogenic environment is possible.
Like all other SOLEIL beamlines, ANATOMIX is open to users from all countries, free of charge when applying for beamtime via a proposal. If you are considering measurements on ANATOMIX, be sure to check out our Beamline User Guide (PDF format) and contact the beamline staff to discuss your project ("Contacts" section below).
| ANATOMIX is an Equipment of Excellence (EQUIPEX) funded by the Investments for the Future program of the French National Research Agency (ANR), project NanoimagesX, grant no. ANR-11-EQPX-0031. |
Experimental techniques on ANATOMIX
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For more details:
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Recent papers with results from the beamline:
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Contacts
Want to perform an experiment on ANATOMIX? Or find out whether the beamline might be suited for your project? The ANATOMIX beamline team members are happy to answer your questions and give advice:
| Timm Weitkamp Scientist in Charge |
+33 (0)1 69 35 81 37 timm.weitkamp@synchrotron-soleil.fr |
| Mario Scheel Scientist, project leader nanotomography (TXM) |
+33 (0)1 69 35 96 31 mario.scheel@synchrotron-soleil.fr |
| Jonathan Perrin Scientist |
+33 (0)1 69 35 96 59 jonathan.perrin@synchrotron-soleil.fr |
| Guillaume Daniel Technician |
+33 (0)1 69 35 96 66 guillaume.daniel@synchrotron-soleil.fr |
| Hubert Chevreau Industrial liaison scientist |
+33 (0)1 69 35 97 00 hubert.chevreau@synchrotron-soleil.fr |
| Alessia Melelli Postdoctoral researcher |
+33 (0)1 69 35 96 59 alessia.melelli@synchrotron-soleil.fr |
| Shyam Pulickan Postdoctoral researcher |
+33 (0)1 69 35 94 96 shyam.pulickan@synchrotron-soleil.fr |
Telephone numbers of beamline rooms
| Beamline control room near optics hutches | +33 (0)1 69 35 97 31 |
| Beamline control room experiments | |
| Experiment hutch EH3 | +33 (0)1 69 35 97 82 |
| Experiment hutch EH4 | |
| Meeting and data analysis room | +33 (0)1 69 35 97 71 |
| Preparation laboratory | |
| Workshop | +33 (0)1 69 35 99 80 |
Examples: Parallel-beam microtomography
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Microtomography with a wide beam: Tomographic slice through the head of a common wall lizard (Podarcis muralis). Note the soft tissue details, visible through X-ray phase contrast. The dead animal was kept in ethanol for the measurements. Data acquired on ANATOMIX using an indirect detector (scintillator LuAG, 1× photo-objective optics and a scientific CMOS camera) with an effective pixel size of 6.5 µm, resulting in a spatial resolution around 15 µm. The volume data set was collected in 7 minutes using a filtered white X-ray beam with a central energy around 25 keV, at a sample–detector distance of 1.2 m. |
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Tomography of stained soft tissue: Horizontal X-ray phase-contrast microtomography slice through the kidney of a mouse. The full volume was recorded in 5 minutes at 17 keV and a sample–detector distance of 33 mm, using an indirect detector (scintillator, 5× microscope objective and a scientific CMOS camera) with an effective pixel size of 1.3 µm, resulting in a spatial resolution around 2.5 µm. Phase retrieval by Paganin filtering was applied to obtain the images shown. The specimen was prepared using 90 mg/ml iodine contrast agent in 2% agar. Left: full slice. Right: enlarged detail of the left image. Sample courtesy Georg Schulz, Biomaterials Science Center, University of Basel, Switzerland. |
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Extended-field microtomography: Vertical tomography slice through a piece of shale rock with foraminifera inclusions, acquired with a pixel size of 0.65 µm. The field of view was extended by positioning the rotation axis away from the center of the detector field of view. Sample courtesy R. Pellenq, MSE², umi.mit.edu, Massachusetts Institute of Technology / CNRS / Aix-Marseille Université, Cambridge, Massachusetts, USA. |
Examples: Transmission X-ray microscopy
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Nanotomography slice of a sample of cement paste at 10 keV. The TXM was used in Zernike phase contrast at a pixel size of 21 nm. The estimated resolution is 85 nm (H) × 75 nm (V). The sample cylinder was prepared with FIB-SEM (i.e., focused-ion-beam milling combined with scanning electron microscopy). Sample courtesy R. Pellenq, MSE², umi.mit.edu, Massachusetts Institute of Technology / CNRS / Aix-Marseille Université, Cambridge, Massachusetts, USA. |
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Local nanotomography of soft biological tissue, here: a murine pancreas at 10 keV. The image shows an axial slice through the reconstructed volume. The TXM was used in Zernike phase contrast at a pixel size of 44 nm. The estimated resolution is about 200 nm. The total exposure time for the scan was 133 minutes. The pancreas was extracted, fixed in formol, then dehydrated and included in paraffin. The sample was cut into a cube column of 1.5 mm diameter and a volume of 40 µm diameter and 40 µm height was imaged in local tomography. Sample courtesy Raphael Scharfmann, INSERM / Institut Cochin, Paris, France. |
Sample preparation for a microtomography experiment
| Assessment 2022 |
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473 proposals 1187 users received 28 beamlines which used chemistry labs 12 projects per week |
Theses laboratories offer a technical support, an infrastructure and an usual available equipment and chemical in a chemistry lab.
La partie principale de ce projet concerne la mise en place d'une étude de la cartographie de la surface de Fermi de matériaux cristallins complexes et leurs structures de bandes, avec une résolution spatiale de l'ordre du sub-micron au nanomètre. La ligne satisfait les conditions nécessaires pour permettre une haute résolution énergétique, ainsi qu'une source de haut flux de photons avec une tache focale de l'ordre du nanomètre, qui serait produite par une Zone Plate (ZP) et un système d'ouverture de type OSA (Order Selection Aperture). Un manipulateur à balayage pour les échantillons serait aussi disponible, avec une résolution de pas dépassant les 30nm, qui contrôlera la température, ainsi que la position angulaire et spatiale des échantillons.
Introduction
This innovative scanning photoemission nanoscopy combines the extreme focalization of the polarized incident light with linear, deflexion and angle sweeps to perform precise electronic band structure with high energy, angular and lateral resolution. The imaging of selected electronic bands with a given binding energy and momentum thorough the investigated samples can be straightforwardly linked with a complete punctual band structure determination in selected areas of the samples, where the electronic heterogeneities are spotted. This exhaustive electronic characterization of the samples can furthermore be in situ combined with a detailed chemical imaging of a wide variety of materials by using high energy resolution photoemission (HRPES) of chemically shifted core level and X-ray absorption (XAS). Complementary, compatible techniques as resonant photoemission (ResPES) and photoelectron diffraction in energy (PhD) and angular (XPD) scanning modes are also fully implemented at the ANTARES beamline. The highly developed automatic software facilitates an effortless operation to carry out studies using a multi-technique approach.
History of the ANTARES beamline
The project to build this Angle Resolved Electron Spectroscopy (ARPES) related BL at SOLEIL has its origin on the successful activities accomplished by the former BL at LURE, named “SU8” dedicated to perform classical ARPES, high resolution core levels (CL) and photoemission and Photoelectron Diffractions (PhD) experiments. After the cloture of LURE at the end of 2003, a detailed document describing the new LB was produced in June 2007, whose evaluation and aprovation by the SOLEIL directors, ensured the green light for the construction of the new BL installation, at the brand new SOLEIL Campus. Due to the technical complexity associated to the microscopic aspects of the new BL, its construction was recommended among the Phase II beamline SOLEIL portfolio.
The new BL ANTARES was designed, built and commissioned at SOLEIL from 2007 until December 2009. The acronym ANTARES stands for «Analysis Nano-spoT Angle Resolved photoEmission Spectroscopy». The complete design of this BL was fully accomplished by SOLEIL teams and no external company was contracted to help in the conception, drafts and outlines required for its construction. The firsts expert users were welcomed at the BL during the last two months of 2009. Finally, the BL was declared fully operational and open to the General Users in January 2010. Even if the first years of operation considerable optimization have to be done due to the inherent early development of this new k-space nanoscope, the ANTARES BL has become the "First nanoARPES User Facility" open to the scientific and industrial community.
Industry
La ligne de lumière CASSIOPEE est dédiée aux expériences de photoémission utilisant des énergies de photons compris entre 8 et 1500 eV. La ligne dispose de deux onduleurs suivis par une optique d'entrée et un monochromateur. En aval du monochromateur, la ligne se divise en deux branches. Les photons peuvent être focalisés sur une station de photoémission résolue en spin ou une station de photoémission résolue en angle à haute résolution en énergie. Ces deux chambres expérimentales sont connectées à une chambre d'épitaxie par jets moléculaires.
La ligne de lumière Cassiopée utilise deux onduleurs. Les différents éléments optiques sont : Les miroirs d'entrée - Le monochromateur et ses réseaux plans. Le faisceau peut être dirigé vers deux stations expérimentales : Spectroscopie de Photoémission résolue en Spin (PES résolue en spin) - Spectroscopie de Photoémission résolue en Angle à haute résolution énergétique (ARPES haute résolution). Ces deux stations sont connectées à une chambre d'épitaxie par jets moléculaires (MBE).
DESIRS (Dichroïsme Et Spectroscopie par Interaction avec le Rayonnement Synchrotron) is an undulator-based beamline covering the VUV range (5-40 eV) with a unique combination of ultra high resolution spectral purity, flux and fully variable polarization.
DESIRS provides new opportunities for the study of photon-induced processes via the valence shell on mainly isolated gas phase samples, such as cold molecules, radicals, laser-excited species, biomolecules, large ionic biopolymers, clusters and nanoparticles, as well as on condensed matter. This includes high resolution spectroscopy, molecular dynamics and reactivity, and photoionization dynamics studies. In addition, the availability of calibrated versatile (linear, circular) polarisations of the photon beam is a unique specificity of the beamline allowing the study of molecular chirality and anisotropic properties of matter via different types of dichroism experiments.
Note also that the research carried out on DESIRS takes place within the framework of the “Gas phase, atmosphere, universe” scientific section of SOLEIL.
The beamline possesses 3 different branches and 2 endstations available for users.
The 3 branches are connected to a common white-light branch (Undulator + first optics) equipped with a gas filter that totally suppresses the high harmonics of the undulator
Publication :
art_filter.pdf (117.41 Ko - pdf) (117.41 Ko)Introduction de la ligne SMIS:
Desription of experimental capabilities at the SMIS beamline both with synchrotron beam and off line instruments.
SMIS, in collaboration with multiple research groups is participating in the development of Quasar, an open source project, a collection of data analysis toolboxes extending the Orange suite. We empower researchers from a variety of fields to gain better insight into their data through interactive data visualization, powerful machine learning methods and combining different datasets in easy to understand visual workflows.
Potential users can download the software from the Quasar website and interested developers can contribute to the repositories of the Quasars GitHub organization.
Opérationnelle depuis fin 2007, la ligne de lumière TEMPO permet d’effectuer des études en photoémission et en photoabsorption dans la gamme des rayons x-mous. La spécificité de l’installation réside dans la prise en compte de la variable temporelle. La ligne traite particulièrement des sujets suivants :
- Détermination des cinétiques de réaction en surface et à l’interface par photoémission rapide à l’échelle de la milliseconde. Grace à l’important flux de photons et à la bonne résolution en énergie, l’évolution de l’environnement chimique (coordination de surface, liaison avec des éléments chimiques différents) des atomes sélectionnés à la surface peut être étudié en fonction du temps en utilisant des signatures spectroscopiques dans les états électroniques. Les applications possibles sont les cinétiques de physisorption, chimisorption ou dissociation de molécules sur un substrat, formation d’interfaces et interdiffusions. La compréhension de ces phénomènes sont essentiels pour la préparation de nouveau matériaux magnétiques et pour contrôler la réactivité chimique et les propriétés catalytiques.
- La mesure de la dynamique de l’aimantation dans les nanostructures, en utilisant les caractéristiques temporelles (à l’échelle des dizaines de picosecondes) de Soleil, est un des enjeux les plus importants dans le domaine du stockage de l’information à haute densité. Les expériences peuvent se faire en utilisant des techniques avec une profondeur de mesure variable : dichroïsme circulaire magnétique, dichroïsme magnétique en photoémission.
- Réalisation d’expériences pompe sonde avec deux photons (laser + rayonnement synchrotron, dans la gamme temporelle des picosecondes) pour des études d’états excités.
La ligne de lumière TEMPO est le résultat du transfert de la ligne SB7 [1] de SuperACO sur des éléments d’insertion de Soleil. Elle couvre la gamme d’énergie entre 50 eV et 1500 eV. Cette gamme en énergie est particulièrement bien adaptée aux études des matériaux magnétiques et aux applications dans le domaine de la chimie. À faible énergie de photons on peut effectuer de la spectroscopie UPS sur la bande de valence. A Plus haute énergie de photons nous avons à disposition les seuils K des molécules organiques (C,N,O, F), les seuils L des métaux de transitions (avec des applications possibles aux molécules métallo-organiques et aux surfaces des métaux), les seuils M des terres rares.
TEMPO est une ligne de lumière dans la gamme des x mous, conçue pour les études résolues en temps des propriétés électroniques et magnétiques des matériaux en utilisant la spectroscopie de photoélectrons.
La ligne TEMPO est ouverte aux utilisateurs exterieurs depuis décembre 2007. Sur cette page vous trouverez une brève description des projets de recherche et la liste des utilisateurs extérieurs
TEMPO is a soft x-rays beamline adapted to the dynamic studies of the electronic and magnetic properties of materials. The project gathers various spectroscopic studies around its specificity, i.e. taking into account the temporal variable. This regards more specifically:
- the determination of the kinetics of chemical reactions at interface and surface by rapid photo-emission in the millisecond range. The high flux coupled to the high energy resolution of the electron energy analyser and of the beamline will allow the user to study the evolution of the chemical environment (surface coordination, chemical bonding with different elements) of selected chemical atoms at the surface using spectroscopic signatures in the electronic states. Physisorption kinetics, chemisorption or dissociation of molecules on a substrate, interface formation and interdiffusion. The understanding of these processes is the key point to build new magnetic materials or to control chemical reactivity and catalytic properties.
- the dynamics of magnetisation reversal in nanostructures, using the temporal characteristics of Soleil at the scale of dozens of picoseconds , a problem of major significance for the magnetic storage of information at ultra-high density. These experiments will be performed using different techniques with different probing depths : X-ray magnetic circular dichroism, Magnetic dichroism in photoemission.
- carrying out pump-probe experiments with two photons (laser + synchrotron radiation) for the study of excited states using synchrotron impulses in the temporal range of a picosecond.
The TEMPO beamline results from the transfer of the SB7 beamline [1] of SuperACO onto an insertion device source of Soleil. It covers the photon energy range between 50 eV and 1500 eV. This energy range is particularly well suited for magnetic materials studies and for chemistry applications. On the one hand, UPS (valence band) photoemission is feasible at h n =50 eV. On the other hand, the whole range of K edges (C, O, N, F 1s) of organic molecules, the 4 th period transition metal L (2p) edges of transition metals (with applications to metal-organic molecules and metal surfaces), and M edges of rare earths is covered.
TEMPO is a soft-x-ray beamline designed for time dependent studies of electronic and magnetic properties of materials using photoelectron spectroscopy experiments.
The TEMPO beamline is opened to external users since december 2007. On this page you will find a quick description of research projects and the external users list.
PROXIMA-1 participe à la biologie structurale intégrative installée à SOLEIL au sein de la section scientifique de biologie et santé, HelioBiology. Opérationnelle depuis Mars 2008, PROXIMA-1 est spécialisée dans les mesures de données bio-cristallographiques sur des macromolécules, au même titre que PROXIMA-2A. Elle offre un faisceau de lumière adapté et optimisé pour des études de diffractions aux rayons x de cristaux de molécules biologiques de grande taille, à hautes résolutions spectrales et pour des échantillons particulièrement sensibles aux dommages de radiations. La ligne est équipée d'un détecteur de rayons x à lecture rapide et de grande surface; en combinaison avec un robot permettant des échanges automatisés des échantillons, cette configuration permet d'étudier un très grand nombre de cristaux dans un temps réduit. Des stratégies avancées de collectes de données sont disponibles de façon systématique en prenant avantage d'un goniomètre à géométrie 3-cercles de dernière génération.
En fournissant des informations sur la structure de la matière à des échelles variant entre le nanomètre et le micromètre, la ligne de lumière SWING permet de répondre à de nombreuses questions liées à la matière molle, condensée, à la conformation des macro-molécules en solution (BioSAXS) et aux sciences des matériaux.
La configuration de la ligne permet la mesure simultanée des rayons X aux petits angles (SAXS) et aux grands angles (WAXS) dans une plage d'énergie allant 5 à 16 keV. Des expériences de diffusion anormale peuvent également être effectuées.
Une très grande variété de types d'échantillons peut être étudiée, par exemple, des solutions, des gels, des solides amorphes, des solides cristallisés, tout cela grâce à la diversité des environnements d'échantillons proposés.
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Dedicated sample environments have been developed to provide scientific communities with optimized experimental conditions. For soft-condensed matter and material science, a number of devices are available. For structural biology, a completely automated BioSAXS system is routinely used including either online purification or direct injection, connected to a quartz capillary cell placed within a vacuum chamber. In addition, don’t hesitate to ask for help in the optimization of your own sample environment.
All sample environments, except the rheometer, are preceded with an On-Axis-Visualization (OAV), for direct visualization of the sample.
Here are presented most of the devices proposed on the beamline.
Specific Setups
Microfocus and On-the-fly Raster Scan
Microfocus and On-the-fly Raster Scan can either be used as a combination or independently.
Listes des logiciels développés par la ligne SWING.
PROXIMA 2A (PX2-A) est une ligne de lumière micro-foyer-X dédiée à la bio-cristallographie et aux innovations méthodologiques pour les microfaisceaux-X. Ouvert depuis 2013, les sujets traités vont au delà de la cristallographie standard des protéines et incluent la découvert des médicaments, la résolution de protéines membranaires, la virologie, la cristallographie des petites molécules, la diffraction-X des poudres et même la cristallurie. La ligne de lumière est extrêmement automatisée et conçue pour aider les scientifiques à s’attaquer aux cibles structuraux et aux systèmes biologiques les plus exigeants. L’énergie des rayons-X est facilement accordable sur une grande gamme (6 – 18 keV) et rend la plupart des seuils d’absorption accessibles pour des expériences en diffraction-X anomale. La station expérimentale est équipée d’un passeur d’échantillon de haute capacité (148 ports d’échantillon du type SPINE), un goniomètre-kappa de haute performance, un détecteur de fluorescence-X (KETEK) et un grand détecteur-bidimensionnel rapide de faible bruit et compteur de photons unique - l’EIGER X 9M (dont 238 images par second en mode 9M ou 750 images par second en mode 4M).
See also Biology Health : HelioBio
La ligne NANOSCOPIUM est ouverte aux utilisateurs
La ligne de lumière Nanoscopium est dédiée à l’imagerie X-dur (5-20 keV) multi-modale par balayage rapide et à haute résolution spatiale. La ligne propose les techniques d’imagerie et tomographie par nano-sonde à rayon X à la pointe de l’innovation. En effet, elle permet d’offrir un large éventail de modalités complémentaires d’imagerie et de spectroscopie, auquelles sont associées l’imagerie par diffraction cohérente. Les fortes capacités multimodales de Nanoscopium ouvrent la voie vers l’imagerie quantitative (morphologique, élémentaire et chimique) et cela à différentes échelles (35nm – 1µm).
La date limite du prochain appel à projet se trouve sur https://www.synchrotron-soleil.fr/fr/espace-utilisateurs .
Imagerie multi-échelle par balayage: résolution spatiale ajustable dans la gamme 150 nm à 1 µm
Grâce à cette fonctionnalité unique, des échantillons de grande taille et de compositions complexes et hétérogènes peuvent facilement être étudiés avec une grande finesse spatiale. Les résultats montrés ci-dessous sont publiés dans "Highlights 2018 Synchrotron Soleil, page 8", https://www.synchrotron-soleil.fr/highlights/2018/
Distribution de Calcium (Ca) et Strontium (Sr) dans la couche nacrée d'une jeune perle mesuré par fluorescence X par balayage. a) Image par µ-scope optique. b) Distribution de Ca et Sr dans une zone millimétrique avec une résolution micrométrique. c-d) "Zoom-in" sur le distribution de Ca dans les régions d'intérêt indiqués par les rectangles rouges sur les images b et c. c) Zone d'interet choisie: 50 micron x50 micron, résolution: 500 nanometre, d) zone d'interet: 25 micron x 25 micron, résolution 50 nanometre.
Imagerie par diffraction cohérente: 35 nm résolution spatiale accessible
Echantillon: étoile de siemens, énérgie: 11.2 keV, temps d'exposition: 1 s.
Micro-tomographie plein champ en contrast d'absorption et contrast de phase: resolution spatial ~1.2 µm per voxel, temps d'acqusition per tomogram ~5 minutes.
Le rendue volumique du tomogram d'un foraminiféra mesuré en contrast d'absorption. Le technique de tomographie plein champ est accessible en couplage avec les techniques d'imagerie multimodal par balayage.
Opportunités Scientifiques
| Earth Sciences & Geobiology |
Biocalcification, micro-fossils, paleo-geochemistry, microorganisms in rocks and soils |
|---|---|
| Environmantal Sciences | Pollution, bioremediation, climate proxies, paleoclimatology |
| Biology-Health |
Metals in cells/tissues: localisation, (mis-)regulation, accumulation, mineralization, biotechnology |
| Material Science | Microelectronics, energy storage materials, functional devices, nano-structures, dopants, buried structures |
| Cultural Heritage | Art, history, archaeology and conservation science, pigments, ceramics, resins, fibers. |
Contacts
|
Andrea Somogyi proposals, scientific & methodological questions |
Bureau: 01 69 35 96 46 , Portable: 06 45 47 85 59 andrea.somogyi@synchrotron-soleil.fr |
|---|---|
|
Kadda Medjoubi proposals, scientific & methodological questions |
Bureau: 01 69 35 96 64 kadda.medjoubi@synchrotron-soleil.fr |
|
Gaëtan Correc technical affairs |
Bureau: 01 69 35 94 42 gaetan.correc@synchrotron-soleil.fr |
The NANOSCOPIUM beamline is open for user proposals
The Nanoscopium hard X-ray (5-20 keV) nanoprobe beamline is dedicated to multi-technique X-ray imaging using fast scanning and high spatial resolution. The beamline develops and offers state-of-the-art X-ray nano-imaging and tomography techniques. Indeed, Nanoscopium offers a large portfolio of complementary imaging and spectroscopy methods, also in association to coherent diffraction imaging techniques. The cutting edge multitechnique possibilities available at the beamline pave the way towards quantitative imaging (morphology, elemental composition and chemical speciation) at hierarchical length-scales (30nm – 1µm).
The actually open User Proposal Call of Synchrotron Soleil can be found at https://www.synchrotron-soleil.fr/en/users.
Scanning multi-lengthscale imaging : the spatial resolution is adaptable in the 50 nanometre - 1 micron range
Complex samples with heterogene composition and tiny features of several millimetres samples can be easily studied by this unique zoom-in capability. The results shown below are published in "Highlights 2018 Synchrotron Soleil, page 8", https://www.synchrotron-soleil.fr/highlights/2018/.
Calcium (Ca) and Strontium (Sr) distribution of the nacreous layer of a young pearl measured by scanning X-ray fluorescence microscopy. a) Optical microscopy image of the sample. b) Repartition of Calcium (Ca) and Strontium (Sr) within a 1 mm x 2 mm sample area with micrometer spatial resolution. c-d) "Zoom-in" of the Ca distribution within the regions of interest indicated by red rectangles in b and c. c) Region of interest chosen from b: size: 50 micron x 50 micron, spatial resolution: 500 nanometre, d) Region of interest chosen from c: size: 25 micron x 25 micron, spatial resolution: 50 nanometre.
Coherent Diffraction Imaging: down to 35 nanometre spatial resolution
Sample: Siemens star, energy: 11.2 keV, exposure time: 1 s
Full field absorption and phase contrast X-ray micro-tomography: spatial resolution ~1.2 µm per voxel, acqusition time per tomogram ~5 minutes.
Volume rendering of the absorption contrast tomogram of a foraminifera sample. Full field X-ray micro-tomography techniques are available in combination with scanning multimodal imaging.
Under development: Scanning 2D/3D XRF-tomography and complementary modalities.
Our paper on non-invasive multi-length scale scanning XRF-tomography and complementary modalities is available in Scientific reports. The proposed robust, holistic workflow, including semi-automatic data reconstruction, opens the way towards routine multimodal 3D characterization of intact samples. Sci Rep 12, 16924 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-21368-0.
Scientific Opportunities
| Earth Sciences & Geobiology |
Biocalcification, micro-fossils, paleo-geochemistry, microorganisms in rocks and soils |
|---|---|
| Environmantal Sciences | Pollution, bioremediation, climate proxies, paleoclimatology |
| Biology-Health |
Metals in cells/tissues: localisation, (mis-)regulation, accumulation, mineralization, biotechnology |
| Material Science | Microelectronics, energy storage materials, functional devices, nano-structures, dopants, buried structures |
| Cultural Heritage | Art, history, archaeology and conservation science, pigments, ceramics, resins, fibers. |
Contacts
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Andrea Somogyi Proposals, Scientific & Methodological questions |
Office: 01 69 35 96 46, Cell phone: 06 45 47 85 59 andrea.somogyi@synchrotron-soleil.fr |
|---|---|
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Kadda Medjoubi Proposals, Scientific & Methodological questions |
Office: 01 69 35 96 64 kadda.medjoubi@synchrotron-soleil.fr |
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Gaëtan Correc Technical Affairs |
Office: 01 69 35 94 42 gaetan.correc@synchrotron-soleil.fr |
La ligne GALAXIES comprend 2 stations expérimentales RIXS et HAXPES
The CASSIOPEE beamline is dedicated to photoemission experiments in the 8 eV - 1500 eV photon energy range. The beamline uses two undulators, and the main optical elements are the entrance optics and the monochromator. After the monochromator, the beamline is divided into two branches, supplying photons to two endstations (Spin-resolved Photoemission, and High Resolution Angle-resolved Photoemission), both connected to a Molecular Beam Epitaxy chamber.
The CASSIOPEE beamline uses two undulators. The different optical elements are:
- The entrance optics
- The monochromator and its plane gratings
The beam can be directed at two different endstations:
- Spin-resolved PhotoEmission Spectroscopy (Spin-resolved PES)
- High-resolution Angle-resolved PhotoEmission Spectroscopy (HR-ARPES)
Both are connected to a Molecular Beam Epitaxy chamber (MBE)
L’utilisation du rayonnement synchrotron dans le domaine du magnétisme repose sur le développement des sources de rayons-X polarisés circulairement et linéairement. L’avantage des techniques de dichroïsme* magnétiques utilisées sur DEIMOS, comparé à d’autres techniques de magnétométrie, réside dans la capacité à mesurer la structure électronique et magnétique de chaque élément chimique indépendamment. De plus, de par la nature dipolaire de l’Hamiltonian d’interaction, il est possible pour des seuils d’absorption spécifiques de déterminer les moments magnétiques d’orbite et de spin. Par ailleurs, grâce à une limite de détection extrêmement faible, ces mesures peuvent être réalisées sur des quantités infimes de quelques atomes ou molécules. Cet ensemble de propriétés rend ces techniques parfaitement adaptées aux études scientifiques liées au développement des matériaux innovants qui nécessitent une optimisation des propriétés physiques et chimiques. Dans ce cadre les techniques de dichroïsme peuvent apporter des réponses spécifiques sur les mécanismes de couplages magnétiques ou de transport pour ne citer que quelques exemples.
*différence d’absorption entre rayons-X polarisés circulaire droit et gauche ou linéaire vertical et horizontal en présence d’un champ magnétique (XAS/XMCD, XMLD).
Full description of the beamline can be found in the following reference : Ohresser, P., Otero, E., Choueikani, F., Chen, K., Stanescu, S., Deschamps, F., Moreno, T., Polack, F., Lagarde, B., Daguerre, J.P., Marteau, F., Scheurer, F., Joly, L., Kappler, J.P., Muller, B., Bunau, O., Sainctavit, P. "DEIMOS: A beamline dedicated to dichroism measurements in the 350–2500 eV energy range" Review of Scientific Instruments, 85(1): art.n° 013106. (2014).
The application of synchrotron radiation to magnetism is related to the development of circularly polarized sources. The main advantage of X-ray Magnetic Circular Dichroism (XMCD) over other techniques addressing magnetic behavior lies in its chemical and orbital selectivity. One can probe the magnetic moment of one specific atom in a compound in which the absorbing atom is not a major component. Due to the electric dipole nature of the Hamiltonian interaction, one can also probe specific shells for which the magnetic orbital and magnetic spin moments can be “independently” measured. New physical and chemical properties shown by different classes of materials provide the basis for promising applications and challenging scientific investigations. The knowledge of the electronic structure of these materials is of crucial importance for the understanding and tailoring of well defined properties, like transport, magnetism and others.
Full description of the beamline can be found in the following reference : Ohresser, P., Otero, E., Choueikani, F., Chen, K., Stanescu, S., Deschamps, F., Moreno, T., Polack, F., Lagarde, B., Daguerre, J. P., Marteau, F., Scheurer, F., Joly, L., Kappler, J. P., Muller, B., Bunau, O., & Sainctavit, P., "DEIMOS: A beamline dedicated to dichroism measurements in the 350–2500 eV energy range", Review of Scientific Instruments, 2014, 85(1): art.n° 013106.
Informations aux utilisateurs, préparation des échantillons, la charte SOLEIL des utilisateurs et une aide à la soumission de projets sont disponibles en ligne.
24/06/2025
Notre manuscrit présentant notre logiciel de traitement de données XAFS « Fastosh » a été publié. Ceci est la référence permanente du code. Elle doit être utilisée pour citer le logiciel.
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2024
Notre récent article qui décrit Une nouvelle cellule électrochimique pour des études XAS en mode operando sur des supports opaques aux rayons X a été sélectionné par les éditeurs de PCCP comme un article HOT de PCCP en 2024. Vous pouvez trouver la collection ici
Logiciel de traitement de données XAFS, pour Windows, Mac, ou Linux.
Reference permanente pour citation:
Landrot & Fonda, "Fastosh: a software for the treatment of XAFS datasets of environmental relevance or acquired in operando conditions", J. Synchrotron Rad. (2025). 32(4), 1085-1094
Dernière Version (17/6/2025) : Fastosh v 1.0.9
Voir description de la dernière version dans le fichier « Version description »
Abonnement à une liste de diffusion pour être informé des nouvelles mises à jour:
Attention: par mesure de sécurité, l’abonnement doit être confirmée une seconde fois en utilisant le lien dans le message « Subscribing to Fastosh » envoyé dans la boîte de messagerie personnelle après confirmation d’abonnement sur le site SYMPA
https://groupes.renater.fr/sympa/info/fastosh
Fastosh propose des fonctionnalités originales pour tous les utilisateurs de la technique XAFS :
- Chargement rapide de plus de 100 spectres XAFS (données ASCII OK)
- Affichage automatique de la moyenne et de l’estimation du bruit aléatoire; alignement automatique des données
- Moyennage par sous-groupe pour un jeu de données spécifique
- Analyse par composantes principales (PCA), « Target Transformation », et MCR-ALS
- Combinaisons linéaires: un échantillon avec multiples jeux de références, ou multiple échantillons avec un jeu de références
- Filtrage d'un jeu de données dans deux directions (energy and tile directions)
- Différentes approches pour retirer les artefacts dans les spectres
- Création facile de figures en 3D
- Transformation de Fourier ou par ondelette de l'EXAFS. Interpretation du chi, FT, et carte WT via un outils utilisant FEFF8L (inclus dans Fastosh)
Et des fonctionnalités spécifiquement pour les utilisateurs de SAMBA :
- Visualisation de toutes les données de fluorescence sauvées en fichiers SAMBA HDF
- Extraction de spectres XAFS optimisés sans artefacts en exploitant les données pixels du détecteur fluo et spectres MCA
- Accès à toutes les données contextuelles relatives à chaque spectre (positions moteurs, paramètres de scan et dcm, etc...)
- Affichage des données correspondantes à chaque "ascan" ou "dscan" collecté lors d'une campagne de mesure, à l'aide d'une fenêtre interactive
Mac Installer
Linux Installer
Version Description (PDF)
SAMBA (Spectroscopy Applied to Material Based on Absorption) is a hard X-ray absorption spectroscopy (XAS) beamline. SAMBA is open to a broad scientific community spanning from physics to chemistry, surface and environmental sciences. The design of SAMBA optics is optimized in order to be very versatile and to cover the 4.8-40 keV energy range with a high flux of photons and stability and optimum energy resolution. The monochromator runs in continuous scan mode, and a 35 pixels HPGe fluorescence detector is available for measurements on highly diluted specimens.
Information for the users, help for preparation and submission of proposal.
24/06/2025
Our manuscript presenting our XAFS data treatment software « Fastosh » has been published. This is meant to be the permanent reference of the code. Please use it when citing the software.
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2024
Our recent paper A Novel Electrochemical Flow-Cell for Operando XAS Investigations On X-ray Opaque Supports has been selected by PCCP Editors as a 2024 HOT PCCP article. Please find the collection here
A software for XAFS data treatment, available for Windows, Mac, and Linux
Permanent reference for citation:
Landrot & Fonda, "Fastosh: a software for the treatment of XAFS datasets of environmental relevance or acquired in operando conditions", J. Synchrotron Rad. (2025). 32(4), 1085-1094
Latest release (17/06/2025): Fastosh v 1.0.9
Open the PDF file « Version description » to find out what’s new in the latest version.
Subscribe to the Fastosh Mailing List to be notified of new releases: https://groupes.renater.fr/sympa/info/fastosh
Warning: for security reasons, subscription must be confirmed a second time using the link found in the email « Subscribing to Fastosh » sent to the personal mail box after confirming subscription on the SYMPA websit
Unique functionalities for all XAFS Users:
- To rapidly upload to the program >100 XAFS spectra (ASCII files OK)
- To automatically display averages, estimate random noise, and auto align sample & reference spectra
- To create chunk merges from a set of scans
- To perform PCA, Target Transformation, or MCR-ALS
- To do Linear Combination Fitting on a sample with multiples sets of references, or multiple samples with a set of references
- To smooth a data set using a 2D (energy & tile directions) filter
- To deglitch scans using multiple approaches
- To easily create 3D plots
- To Fourier or Wavelet Transform the EXAFS, and interpret the chi, FT, & WT map using a tool based on FEFF8L (included in Fastosh)
Specific functionalities for SAMBA Users:
- To visualize and exploit all fluorescence data saved in SAMBA HDF files
- To extract artefact-free, optimized XAFS spectra using fluorescence detector pixel & MCA data
- To access to all contextual info relative to each spectrum (motor positions, scan & dcm parameters, etc…)
- To plot the data corresponding to any ascan & dscan collected during a beamtime, using a simple interactive window
Mac Installer
Linux Installer
Version Description (PDF)
EXAFS Wavelet Transform maps created in Fastosh:
(cover of J. Sync. Rad.'s July 2025 issue):
DESIRS (Dichroïsme Et Spectroscopie par Interaction avec le Rayonnement Synchrotron) is an undulator-based beamline covering the VUV range (5-40 eV) with a unique combination of ultra high resolution spectral purity, flux and fully variable polarization.
DESIRS provides new opportunities for the study of photon-induced processes via the valence shell on mainly isolated gas phase samples, such as cold molecules, radicals, laser-excited species, biomolecules, large ionic biopolymers, clusters and nanoparticles, as well as on condensed matter. This includes high resolution spectroscopy, molecular dynamics and reactivity, and photoionization dynamics studies. In addition, the availability of calibrated versatile (linear, circular) polarisations of the photon beam is a unique specificity of the beamline allowing the study of molecular chirality and anisotropic properties of matter via different types of dichroism experiments.
Note also that the research carried out on DESIRS takes place within the framework of the “Gas phase, atmosphere, universe” scientific section of SOLEIL.
The beamline possesses 3 different branches and 2 endstations available for users.
The 3 branches are connected to a common white-light branch (Undulator + first optics) equipped with a gas filter that totally suppresses the high harmonics of the undulator
Publication :
art_filter.pdf (117.41 Ko - pdf) (117.41 Ko)La ligne de lumière PSICHÉ est installée sur une portion courte et rectiligne de SOLEIL (I03c). La source est placée dans un wiggler multipôles sous vide (2,1 T) qui délivre un rayon de lumière blanche avec une large gamme d'énergie photonique (15-120 keV).
Pour effectuer les différentes expériences prévues sur la ligne de lumière, quatre modes de fonctionnement différents seront mis en œuvre :
- Mode lumière blanche : diffraction de rayons X dispersive en énergie
- Mode monochromatique focalisé : diffraction de rayons X dispersive en angle
- Mode monochromatique non focalisé : tomographie à haute résolution en énergie
- Mode monochromatique non focalisé : tomographie à flux élevé
La ligne de lumière est divisée en deux compartiments. Le premier héberge les composants optiques mais est également utilisé pour les expériences en lumière blanche (mode 1). Le second est destiné aux expériences monochromatiques (modes 2,3 et 4).
The PSICHÉ beamline is installed on a short straight section of the SOLEIL (I03c), The source is a under vacuum multi-pole wiggler (2.1 T) which delivers a white beam with a large photon energy range (15-100+ keV).
To perform the various experiments performed on the beamline, 4 different operating modes are available.
- White beam mode : energy dispersive x-ray diffraction
- Focused monochromatic mode : angular dispersive x-ray diffraction
- Polychromatic imaging mode : fast or high-energy pink beam tomography
- Monochromatic imaging mode : monochromatic beam tomography
The beamline is divided in two hutches. The first hutch accomodates the optics but is also used for the white beam experiments (modes 1 and 3). The second one is the monochromatic experiment hutch (modes 2 and 4).
HERMES est une ligne de phase III dédiée à la microscopie X. Elle permet de combiner deux types de microscopie. L’une de type Photon-Photon: la microscopie STXM. La deuxième est une technique de type Photon-Electron : La microscopie X-PEEM. Cette approche originale permet d’offrir à la communauté d’utilisateurs deux techniques très complémentaires, chacune adaptée à des thématiques scientifiques et à des environnements échantillons particuliers. La microscopie STXM permet principalement de sonder les propriétés de volume des échantillons avec des profondeurs d’analyse de l’ordre de quelques centaines de nanomètres. La microscopie X-PEEM est quant à elle une technique de surface, adaptée à un environnement ultravide, elle permet de sonder principalement les premiers nanomètres de la surface. Les deux microscopes opèrent dans la même gamme d’énergie avec des résolutions spatiales inférieures à 25nm. Les deux techniques exploitent la spectroscopie en rayons X pour l’imagerie et comme moyen de contraste, en l’occurrence un contraste chimique. Parallèlement, d’autres moyens de contraste peuvent se rajouter en exploitant directement les spécificités des techniques spectroscopiques. Ainsi, l’utilisation de la polarisation circulaire et linéaire de la lumière permet d’imager directement les domaines magnétiques, ferromagnétiques et antiferromagnétiques (XMCD et XMLD)... Finalement les deux méthodes peuvent être utilisées non pas uniquement pour imager des échantillons, mais aussi pour réaliser des mesures en spectroscopie locale (XAS, XANES, XPS, ARPES...) à une échelle nanoscopique.
La ligne HERMES reçoit des utilisateurs depuis novembre 2015 sur la branche X-PEEM et depuis octobre 2016 sur la branche STXM. Les deux microscopes fonctionnent en alternance. Chaque microscope est dédié à des thématiques scientifiques précises et avec des contraintes d’environnement échantillons et de méthodes de préparation spécifiques.
HERMES is a phase III beamline dedicated to X-ray microscopy. It combines two types of microscopy. The first one is a Photon-Photon microscopy: Scanning Transmission X-Ray Microscopy (STXM). The second type is Photo-Electron microscopy: X-Ray Photoemitted ElectronMicroscopy (X-PEEM). This original approach offers to users two very complementary techniques, each one being adapted to specific sample environments.
The STXM essentially enables to probe the sample volume’s properties, with depths of analysis around few hundred nanometers. Besides, X-PEEM is a surface sensitive technique adapted to an ultra-vacuum environment. It mainly enables to scan the surface’s first few nanometers.
Both techniques carry out X-Ray spectroscopy as a contrast method, in this case a chemical contrast.
Alongside, other contrast means can be added by making use of the spectroscopic techniques’ specificities. Thus, using circular and linear polarization of light gives an access to magnetic domains, ferromagnetic and antiferromagnetic (XMCD and XMLD)…
Finally, both methods can be used not only to get images of samples, but also to realize some measurement in local spectroscopy (XAS, XANES, XPS, ARPES…) at a nanoscopic scale.
The HERMES beamline welcomes users since november 2015 for the X-PEEM branch and october 2016 for the STXM branch. Both microscopes receive beam alternatively. Each microscope is dedicated to specific scientific domains with complementary sample environement and preparations.
The beamline "LUCIA" (Line for Ultimate Characterisation by Imaging and Absorption) is a "tender" (0.8-8 keV) X-ray microprobe with capabilities for chemical speciation by x-ray absorption spectroscopy (µ-XAS) and for elemental mapping by x-ray micro-fluorescence (µ-XRF). It allows the possibility to measure heterogeneous samples at a micronic size and to combine these two element-specific and non-destructive techniques.
A monochromatic beam of µm size is incident on a sample which is carried on a scanning x-z stage. µ XRF shows the location of the elements, their relative abundances, and with which other elements they are associated. One can take advantage of the monochromatic beam which allows to separate out different elements by their absorption edges. After a cartography of the sample by fluorescence, interesting spots can be analyzed by XAS to determine the speciation (local chemistry, quantitative determination of the local geometric structure around the absorbing atom) of the elements and how this depends on the different components.
µ-XRF and µ-XAS can be combined with other microtechniques like Raman spectroscopy to give complementary informations on the sample. The energy range offered by the beamline corresponds to the best performances of SLS and SOLEIL in terms of brilliance. It allows XAS experiments at the K edge of elements from Na to Fe, L edges from Ni to Gd, and M edges of rare earths and actinides.
User guide
You can download the user guide of LUCIA here. It contains all the information to perform simple operations at LUCIA. Feel free to use it as much as you want, but don't think it allows you to play with any parameter on the beamline...
La spectroscopie d'absorption X s'est développée depuis une vingtaine d'années pour devenir l'une des techniques les plus utilisées en science des matériaux. Elle permet d'identifier l'élément absorbant en précisant son état chimique (un métal oxydé ne donnera pas le même signal qu'un métal pur), le nombre et la nature des atomes voisins ainsi que leur distance à l'atome excité.
Le principe de cette ligne qui permet de focaliser sur l'échantillon - sans aucun déplacement - toute la bande d'énergie utile pour l'enregistrement instantané du spectre d'absorption, est particulièrement adapté pour des expériences de cinétiques rapides (domaine de la milliseconde) ainsi que pour des mesures d'absorption sous conditions extrêmes de pression ou de température. Les principales thématiques concernent les géosciences, la réactivité chimique et les transitions de phases avec un accent particulier sur le magnétisme sous haute pression.
X-ray absorption spectroscopy has progressed in the last twenty years to become one of the most widely used techniques in the science of materials. It helps identify the most absorbing element while specifying its chemical state (an oxidized metal will not give the same signal as a pure metal), the number and nature of neighboring atoms as well as their distance from the excited atom.
The principle of this line, which makes it possible to focus on the sample - without having to move - the entire energy range required for the instantaneous recording of the absorption spectrum, is particularly adapted for rapid kinetics experiments (in the area of a millisecond), as well as for absorption measurements under extreme conditions of pressure and temperature. The main set of themes involves geosciences, chemical reactivity and the transitions of phases with particular emphasis on high-pressure magnetism.
Une originalité de la ligne de lumière DiffAbs est mettre à disposition à la communauté scientifique un grand nombre de techniques instrumentales pour la caractérisation des matériaux désordonnés, polycristallins, texturés ou épitaxiés.
La ligne de lumière DiffAbs s'adresse à de nombreux secteurs de recherche académique et appliquée parmi lesquels la science des matériaux et la physico-chimie tiennent une place prépondérante.
L'intérêt de coupler la diffraction de rayons X et les spectroscopies de fluorescence X et d'absorption de rayons X est de garantir que l’ensemble des mesures sont effectuées sur la même zone de l'échantillon et dans des conditions physico-chimiques (température, pression, etc.) totalement identiques. Ceci est crucial pour établir des corrélations entre les informations données par les différentes mesures dans le cas de matériaux complexes ou en conditions extrêmes.
Les principales thématiques scientifiques abordées sur la ligne sont les suivants : comportement des matériaux portés à de hautes, voire très hautes températures, comportement mécanique de matériaux (contraintes résiduelles, sollicitations mécaniques), caractérisation des films minces et nanomatériaux, analyse des matériaux anciens (archéologiques , culturels ou naturels), applications médicales, sciences de l'environnement.
| Materials Science | - in-situ studies of mechanical properties of materials (crystalline metallic layers, multilayers, polymers, …) under bi-axial tensile stress.
- études structurelles in situ des verres, oxydes et céramiques à très haute température - phase transitions on different materials- µbeam studies (local probe) for structural properties : µXRD, µXAS, µXRF and combination |
|---|---|
| (Semiconductor) nanostructures |
- local properties in lithographed semiconductor epitaxial thin films, quantum wells/wires/dots, nanostructures (Laterally resolved High resolution XRD by using x-ray focused beams). |
| Soft condensed matter |
- in-situ studies of mechanical properties of polymers (rubbers) under uniand bi-axial stress. |
|
Matériaux Anciens Culturels et Naturels |
- Alteration et conservation - restauration des métaux, pigments et peintures |
| Biology, Biomaterials | applications médicales |
| Environnement et Science de la Terre |
The range of instrumental techniques that can be used on this line concerns numerous sectors of fundamental research and finalized applied research (oil industry, nuclear field , metallurgy) among which the science of materials and chemistry hold a predominant position. In particular, in situ studies of the transformations in materials at ultra-high temperature will be the domain of excellence of this line. The interest of coupled absorption, or coupled - diffraction measurements on powders or monocristalssingle crystals, is to ensure that both experiments are carried out on the same zone of the sample, in absolutely identical physico-chemical conditions (temperature, pressure, reactive atmosphere around the sample), which is very important for establishing correlations between the information provided by both types of measurements in the case of complex materials or materials under extreme conditions.
| Materials Science | - in-situ studies of mechanical properties of materials (crystalline metallic layers, multilayers, polymers, …) under bi-axial tensile stress. - in-situ structural studies of glasses, oxides and ceramics at very high temperatures (by XRD and XAS combination) - phase transitions on different materials - 1beam studies (local probe) for structural properties : 1XRD, 1XAS, 1XRF and combination |
|---|---|
| Biology, Biomaterials |
- Pathological calcifications |
| (Semiconductor) nanostructures |
- local properties in lithographed semiconductor epitaxial thin films, quantum wells/wires/dots, nanostructures (Laterally resolved High resolution XRD by using x-ray focused beams). |
| Soft condensed matter |
- in-situ studies of mechanical properties of polymers (rubbers) under uniand bi-axial stress. |
| Imaging / cartography / local probe analysis |
- local probe (10 1m and sub-101m X-ray spot) imaging / mapping / analysis with various contrast mechanisms and information (diffraction, fluorescence, spectroscopy). |
| Art and cultural heritage / archeology |
- In situ monitoring of dechlorination treatment of marine archaeological artefacts by combination of microbeam techniques |
DISCO offers three experimental endstations to the scientific communities: SRCD (circular dichroism using synchrotron radiation), APEX (ionisation experiment at atmospheric pressure) and DUV imaging.
1. SRCD allows to record circular dichroism spectra in solution down to 165 nm even with very aborbing buffers and films down to 120 nm. Very fast acquisition of datas about folding and stability of biomacromolecules.
2. IMAGING : two microscopes (wiki)
- a microspectrofluorimeter (POLYPHEME) for recording fluorescence spectral images of molecules absorbing between 190 and 400 nm. allows femtoliter spectral recording.
- a full field, fully automatized inverted microscope (TELEMOS), for fast imaging of live cells or any other specimen that do present fluorescence in UV. Often used in Z-Stacks configurations.
- Numerous molecules present a specific fluorescence when excited in UV (190 to 400 nm), here are some examples that we did encounter: aromatic amino acids of course, but also NADH, DHE (that may be sustitued to cholesterol for studying membranes), ferulic acids, lignin, G quadruplexes, polyenes, metal oxydes, ...
3. APEX : to ionize at atmospheric pressure the biomolecules between 5 and 20 eV. This ionization can be coupled with a mass spectrometer.
DISCO receives users since septembre 09 on three endstations.
The in-house researches of the DISCO Team concern the interactions of light with biomolecules. They are funded by ANR, Région Centre and PRES UniverSud.
PROXIMA 2A (PX2-A) is a microfocus beamline dedicated to biological crystallography and innovative micro-beam methodologies. Opened to the scientific community since 2013, the topics treated on the beamline go beyond standard protein crystallography and include drug discovery, membrane proteins, virus crystallography, small molecule crystallography, powder diffraction and even crystalluria. The beamline is highly automated and designed to help scientists tackle the most challenging structural targets and biological systems. The X-ray energy is rapidly tunable over a wide range (6-18 keV) making the most commonly used absorption edges accessible for anomalous diffraction experiments. The end station is equipped with a high capacity sample-changing system (144 SPINE pins), a high performance micro-diffractometer with a mini-kappa (MD2), an X-ray fluorescence detector (KETEK), and a fast, low-noise, photon-counting, area detector - the EIGER X 9M (238 fps in 9M mode, 750 fps in 4M mode).
See also Biology Health : HelioBio
GALAXIES comprises of two endstations for RIXS and HAXPES
La ligne de lumière MARS a pour objectif d’accroître les possibilités de recherche en biologie, chimie et physique sur la matière radioactive (émetteurs a, ß, γ et neutrons) à partir du rayonnement synchrotron en accord avec les règles de sûreté nationales et européennes.
Cette ligne de lumière est soumise à une régime d’autorisation de l'ASN ("Autorité de Sûreté Nucléaire"). Grâce à ses caractéristiques spécifiques, l’activité radioactive globale maximale présente sur la ligne est de 185 GBq avec un maximum de 18.5 GBq (0.5 Ci) par échantillon.
La conception de la ligne de lumière MARS (architecture et optique) est également optimisée pour une utilisation alternée de deux stations d’analyse permettant de réaliser des mesures de diffraction des rayons X en transmission et à haute résolution, de diffusion de rayons X aux grands angles et petits angles (SAXS et WAXS), de spectroscopie d’absorption de rayons X standard et à haute résolution (XANES, EXAFS, HERFD-XANES), et avec des techniques microfaisceau.
La ligne de lumière MARS étend ses capacités d’analyses multi-échelles de matériaux par l’évolution de son poste d’analyse CX3. Il est désormais possible de combiner l’imagerie de tomographie plein champ en contraste d’absorption avec l’utilisation du faisceau micro-focalisé pour mener des analyses corrélatives de Spectroscopie de Fluorescence X et Diffraction des Rayons X au travers d’un plan de coupe spécifiquement sélectionné dans le volume de l’échantillon. Cette nouvelle stratégie d’acquisition permet d’aboutir à la cartographie dans le volume d’objet massif hétérogène avec une très forte résolution spatiale. L’extension de cette nouvelle offre analytique bénéfice directement de l’utilisation de nouveaux détecteurs rapides aussi bien pour la DRX avec un détecteur bidimensionnel de grande surface Pilatus 3 2M CdTe (Dectris) et la combinaison d’un détecteur de fluorescence X SDD 13 éléments associée à un nouveau système de MCA Xpress3 (Quantum Detectors). Enfin, la combinaison d’un scan en énergie avec l’imagerie de tomographie plein champ étend l’analyse du contraste d’absorption à la combinaison de la distribution élémentaire avec une analyse de spéciation.
Situation actuelle (2023) :
Actuellement, les configurations suivantes sont opérationnelles :
- Mode diffraction par transmission (Transmission XRD) avec détecteur 2D plaque image ;
- Mode absorption standard (Standard XAS) soit en transmission soit en fluorescence (plusieurs détecteurs disponibles) ;
- Mode absorption à haute résolution (HERFD-XANES) avec spectromètre d'émission à cristaux analyseurs ;
- Mode microfaisceau en fluorescence, absorption ou diffraction (micro XRF, XAS and XRD) ;
- Mode diffraction à haute résolution (High Resolution XRD) sur notre diffractomètre dédié.
- Imagerie par contraste d'absorption et coupes tomographiqu
- Description des stations d'analyses : (1.78 Mo)
PLÉIADES 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 10 eV et 1 keV. PLÉIADES est dédiée aux études spectroscopiques de physique atomique et moléculaire en phase diluée (atomes, molécules, ions, agrégats, molécules adsorbées sur des surfaces).
Tous les états de polarisation horizontale, verticale et linéaire tournante, ainsi que circulaire et elliptique, seront disponibles à partir de 55 eV grâce à un onduleur à aimants permanents de 80 mm de période (type Apple II).
Les polarisations linéaire horizontale et circulaire seront aussi disponibles dès 10 eV (linéaire verticale dès 20 eV) grâce à un 2ème onduleur (256 mm de période) électromagnétique.
Dans la conception de la ligne, une attention particulière a été accordée à la pureté spectrale du faisceau de rayons X : grâce à la combinaison d'un champ magnétique (Bz) qui varie de façon quasi-périodique le long des onduleurs et d'une technologie de profondeur de gravure variable (VGD) pour les réseaux de diffraction, les ordres supérieurs sont rejetés très efficacement (pollution inférieure à 0.5% dans la plupart des cas).
Trois montages expérimentaux seront installés de façon permanente sur la ligne de lumière : un spectromètre d'électrons à haute résolution (de type Scienta R4000), un montage de coïncidences entre des électrons Auger et des ions résolus en énergie en en angle (EPICEA), ainsi qu'un montage (MAIA) permettant les études de photoionisation d'ions (source ECR) positifs et négatifs. De plus, un parc de lasers conventionnels (continu et pulsé), ainsi que la possibilité de combiner un faisceau laser femtoseconde haute intensité/haute cadence (1 mJ/100 kHZ, 5 mJ/20 kHZ, 10 mJ/10 kHZ) fourni par une installation permanente à proximité de PLEIADES au rayonnement synchrotron, pour des arrangements de type pompe - sonde, seront aussi mis à la disposition des utilisateurs dans l'avenir proche. La ligne de lumière présente trois branches optiques avec des propriétés de focalisation du faisceau différentes. Deux de ces branches (branches N°2 et N°3) permettent aux utilisateurs d'installer leurs propres chambres expérimentales (voir le tableau ci-dessous pour les divergences et les tailles de faisceau sur l'échantillon pour les trois branches optiques).
La ligne de lumière PUMA a ouvert ses portes aux utilisateurs en février 2019. La ligne a été construite et optimisée pour la communauté des sciences du patrimoine, et la plupart des expériences utilisateur soumises proviennent des domaines de l'archéologie, de la paléontologie, des paléo-environnements, de l'histoire de l'art et des sciences de la conservation. Cependant, la ligne de faisceau est ouverte à tous les utilisateurs et a accueilli avec succès des expériences dans les domaines des sciences de l'environnement, des sciences de la Terre, de la biologie, de la matière mous et de la médecine.
Notre instrument principal est une station à microfaisceau, qui produit une taille de faisceau de 5 µm (vertical) x 10 µm (horizontal). L'échantillon est typiquement monté dans une géométrie à 45 degrés par rapport au faisceau incident, avec le détecteur SDD pour le signal XRF à 90 degrés par rapport au faisceau incident. Un vidéo-microscope permet d'imager la surface de l'échantillon en permanence dans cette géométrie. L'image est calibrée sur la position du faisceau et permet d'aligner le surface de l'échantillon avec une précision de quelques micromètres par rapport au faisceau.
Un monochromateur à double cristal Si(111) avec une géométrie de sortie fixe permet de sélectionner l'énergie dans une plage de 4 à 22 keV. Un moniteur d'intensité en diamant à la sortie du système de miroir KB permet de surveiller en permanence l'intensité du faisceau.
La spectroscopie de fluorescence des rayons X (XRF) et la spectroscopie d'absorption des rayons X (XANES) peuvent être réalisées en utilisant le SDD. Actuellement, il n'est pas possible de réaliser la spectroscopie d'absorption des rayons X (XAS) en mode transmission.
Un détecteur à pixels hybrides (ImXpad) peut être monté derrière l'échantillon pour collecter les clichés de diffraction des rayons X uniquement en mode transmission.
Le microscope peut être utilisé pour collecter le signal de luminescence optique excitée par rayons X (XEOL) de l'échantillon, soit en mode imagerie, en utilisant la caméra du microscope, soit en mode spectroscopie, en utilisant un spectromètre complet.
Cette station prend en charge deux ensembles de platines motorisées pour l’échantillon : un ensemble de platines de haute précision avec une résolution submicrométrique pour des échantillons centimétriques et un ensemble d’axes plus grands pour des échantillons plus lourds mesurant des dizaines de centimètres de longueur. Tous les platines supportent des modes de balayage continu pour une acquisition rapide et sans distorsion.
L'installation est en air, ce qui nous donne beaucoup de flexibilité pour monter différentes configurations. Si vous souhaitez apporter votre propre équipement à la ligne, veuillez contacter le personnel de la ligne.
Une station de microtomographie 3D est actuellement en développement, mais pas encore disponible pour les utilisateurs.
La ligne a été construite et sera opérée en collaboration avec le laboratoire IPANEMA. Dans l'avenir, une partie de l'équipe de PUMA sera composée par des chercheurs et ingénieurs de cette unité.
Remerciement
La construction de la ligne PUMA a été financée par la Région Île-de-France et par l’État français dans le cadre du CPER 2007—2013.
L’équipement de la station micro foyer appartient au CNRS. Il a été financée par l'equipex PATRIMEX dans le cadre des Investissements d'Avenir de l'Agence Nationale de la Recherche (ANR).
Logiciels pour l'analyse de données
Sam's software package (analyse XRF, XAS, XRD) :
https://www.sams-xrays.com/
MARS beamline is aiming to extend the research capabilities on radioactive matter (α, ß, γ and n emitters) towards the use of synchrotron radiation in multidisciplinary fields (biology, chemistry, physics) with respect to national and European safety laws.
Station CX2: High Resolution XRD
This station is proposed for High Resolution X-ray Diffraction characterisations on powder samples.
This beamline is listed under authorization from ASN (French Authority for Nuclear Security). Because of its special characteristics the total equivalent activities present at the same time including the storage on the beamline can be up to 185 GBq with a maximum of 18.5 GBq (0.5 Ci) per sample.
The design of MARS beamline (infrastructure and optics) is also optimized to alternatively run two experimental stations in order to perform characterizations with transmission and high resolution X-ray powder-diffraction (XRD), Wide Angle X-ray Scattering (WAXS), Small Angle X-ray scattering (SAXS), standard and high resolution X-ray absorption spectroscopy (XANES, EXAFS and HERFD-XANES) and microbeam techniques (microXRF, XAS, XRD).
Current status (2021):
Currently, the following configurations are operational:
- Transmission XRD mode with 2D image plate detector;
- Standard XAS mode in transmission or in fluorescence with solid state detector (different options available);
- HERFD-XANES mode with our crystal analyser spectrometer (R=1m or R= 0.5m);
- Microbeam XRF, XAS and XRD mode;
- High Resolution XRD mode on dedicated diffractometer.
- Experimental end stations: mars_endstations_2011_2nd_sem.pdf (1.78 Mo - pdf) (1.78 Mo)Media Folder:
- Since 2019, radioactive samples with activities up to 2.106 times the French exemption limit for certain radionuclides are allowed on the beamline (only for measurements at ambient temperature and pressure).
The detailled list of radionuclides and maximum activity accepted is attached here: Liste Radionucléides autorisés en catégorie F0. (35.5 Ko) - Safety rules and proceedures to bring samples at SOLEIL can be found here: (visit the safety requirement page here),
PLÉIADES is an ultra high resolution soft X-ray beamline (ultimate resolving power of about 100000 at 50 eV) covering the energy domain ranging from 10 eV to 1 keV. PLÉIADES is dedicated to spectroscopy based atomic and molecular physics studies of diluted samples (atoms, molecules, ions, clusters, molecules adsorbed on surfaces).
All horizontal, vertical and tilted linear polarizations, as well as circular and elliptical polarizations, are available starting from 55 eV thanks to a permanent magnet (80 mm period) Apple II type of undulator. Linear horizontal and vertical polarized beams are available as low as 10 eV from a 2nd (256 mm period) electromagnetic undulator.
In the beamline design, particular care has been taken in order to obtain a very high spectral purity soft X-ray beam : thanks to an appropriate combination of quasi-periodic design for the undulators and the use of a varied groove depth (VGD) for the plane grating, higher orders are very efficiently rejected (usually less than 0.5%).
A high resolution electron spectrometer, an energy and angle Auger electron - ion coincidence setup (EPICEA), as well as a dedicated station (MAIA) for positive and negative ion photoionization studies (ECR source) are permanently installed on the beamline. Moreover, a conventional laser facility (c.w. and pulsed), as well as the possibility of combining high intensity/high repetition rate (1 mJ/100 kHZ, 5 mJ/20 kHZ, 10 mJ/10 kHZ) femtosecond laser pulses from an in-house facility to the synchrotron beam in pump-probe schemes will also be offered to the users in the near future. The beamline has three optical branches with different focusing properties of the beam. Two of them (branch N°2 and N°3) are offering the external users the possibility of installing their own setups (see table below for spot sizes and beam divergences on sample).
La Ligne de Métrologie est une installation spécialement conçue pour la métrologie et la caractérisation d’optiques et de détecteurs dans les rayons X (métrologie dite à la longueur d'onde). La Ligne de lumière permet de mesurer, dans la plus grande partie du spectre couvert par le synchrotron, la réflectivité de surface, l'efficacité de diffraction de réseaux et de systèmes multicouches, ou encore de caractériser et calibrer des détecteurs X. De par sa polyvalence, elle est également d’intérêt majeur pour préparer, tester et mettre en place un large éventail d’expériences, développer de nouvelles techniques, ainsi que l’instrumentation associée.
Utilisant la lumière émise par un aimant de courbure, l'installation se compose de deux branches pouvant fonctionner simultanément : une branche XUV [30 à 1800 eV] et une branche X-durs [100 eV à 40 keV, avec possibilité d’accès au faisceau blanc]. Chacune de ces deux branches utilise un goniomètre UHV deux-axes pour la réalisation des expériences de métrologie sous vide. Sur la branche X-durs, cet équipement est complété par une table optique pourvue de divers systèmes de positionnement motorisés et permettant la mise en œuvre d’expériences à pression atmosphérique. Une station de photolithographie profonde en rayons X (LIGA) est également exploitée, en collaboration avec les équipes de l’Unité Mixte de Recherche CNRS/Thalès-R&T, pour la fabrication de microstructures de résolution micronique et de haut rapport de forme.
Cette infrastructure répond aux besoins des lignes de lumière de SOLEIL et des groupes expérimentaux (Groupe Optique / Groupe Détecteurs), de ses deux partenaires (CEA-DAM et LNE-LNHB), ainsi que de l’unité mixte de recherche CNRS/Thalès-R&T. Elle est également utilisée par diverses communautés scientifiques pour leurs besoins de recherche et développement depuis son ouverture en 2008.
The objectives of this project are to design and install at the SOLEIL synchrotron radiation source a metrology test facility for the R&D of optical components and detectors. We propose to build, on a bending magnet, three optical branches dedicated to VUV, soft X-rays and hard X-rays energy ranges to cover few eV to 28 keV. This installation will first address the needs of the SOLEIL experimental groups (Optics and Detectors) and will be used by a large community. This beamline will also be valuable as a general-purpose beamline to prepare, test and set up a wide range of experiments.
Several problems will be studied at VUV or X-ray wavelengths: reflectivity measurements or gratings diffraction efficiency, scattering measurements and performance test of optical components. The use of X-ray beams for the characterization of optical surface shapes is also considered.
This project is build in collaboration with the Laboratoire National d’Essais (LNE)) and the CEA DIF. For the LNE, the metrology beamline of SOLEIL could become the national primary standard source. For the CEA DIF, the use of this beamline is very important to characterize with very high accuracy all diagnostics design for the Megajoule laser.
La ligne SEXTANTS donne accès à trois techniques principales de diffusion résonante des rayons X polarisés :
- la diffusion inélastique (IXS), éventuellement résonante (RIXS),
- la diffusion magnétique résonante (XRMS)
- l’imagerie par diffusion cohérente (CXI) et par holographie en transformée de Fourier (FTH).
The purpose of the beamline is first and foremost to deliver the highest flux possible within a small focused beam over the 100 to 1000 eV spectral range, with good performance over an extended range going from 50 to 1700 eV. The flux at the sample position should exceed 1013 photons.s-1 over the optimized energy range.
This will involve two tunable undulators in a medium-length straight section and a monochromator designed to provide a resolving power in excess of 10000 at full throughput in a ~ 20 µm x 80 µm spot at the exit slit. Further, a set of refocusing mirrors (some of them bendable) will be available to focus the beam to three distinct working areas at two branch lines. Switching mirrors will enable the alternate use of the two branch lines. Refocusing optics will be adapted to each experimental technique. A very small vertical spot (~2 µm) will be necessary for high resolution inelastic scattering. A more symmetric spot (80 µm x 50 µm H x V) will provide optimum performance for coherent scattering. Finally, elastic scattering and diffraction experiments can require different conditions. Bendable mirrors will make it possible to adjust the focal distance, spotsize or beam divergence to the specific needs. Many experiments will be dealing with magnetic samples or involving orbital symmetry selection, thus helical undulators providing variable polarization have been specified.
The beamline will serve three types of experiment involving four instruments, three of them already financed through CNRS, ANR and cooperation with outside laboratories.
- Resonant inelastic x-ray scattering (RIXS)
- X-ray resonant magnetic scattering (XRMS), 2 instruments
- Coherent x-ray scattering and Fourier transform holography
These are photon-in-photon-out resonant techniques, highly appropriate to the assessment of element specific magnetic properties under applied magnetic fields, with tunable bulk versus surface sensitivity.
Les recherches développées par l'équipe concernent les études des propriétés électroniques et magnétiques des solides par l’utilisation de techniques de diffusion résonante des rayons X polarisés. Elles ont reçu le soutien de l’ANR et de C’Nano-IdF.
The purpose of the beamline is first and foremost to deliver the highest flux possible within a small focused beam over the 100 to 1000 eV spectral range, with good performance over an extended range going from 50 to 1700 eV. The flux at the sample position should exceed 1013 photons.s-1 over the optimized energy range.
This will involve two tunable undulators in a medium-length straight section and a monochromator designed to provide a resolving power in excess of 10000 at full throughput in a ~ 20 µm x 80 µm spot at the exit slit. Further, a set of refocusing mirrors (some of them bendable) will be available to focus the beam to three distinct working areas at two branch lines. Switching mirrors will enable the alternate use of the two branch lines. Refocusing optics will be adapted to each experimental technique. A very small vertical spot (~2 µm) will be necessary for high resolution inelastic scattering. A more symmetric spot (80 µm x 50 µm H x V) will provide optimum performance for coherent scattering. Finally, elastic scattering and diffraction experiments can require different conditions. Bendable mirrors will make it possible to adjust the focal distance, spotsize or beam divergence to the specific needs. Many experiments will be dealing with magnetic samples or involving orbital symmetry selection, thus helical undulators providing variable polarization have been specified.
The beamline will serve three types of experiment involving four instruments, three of them already financed through CNRS, ANR and cooperation with outside laboratories.
- Resonant inelastic x-ray scattering (RIXS)
- X-ray resonant magnetic scattering (XRMS), 2 instruments
- Coherent x-ray scattering and Fourier transform holography
These are photon-in-photon-out resonant techniques, highly appropriate to the assessment of element specific magnetic properties under applied magnetic fields, with tunable bulk versus surface sensitivity.
SIRIUS est une ligne qui tire parti du domaine d’excellence de SOLEIL entre 1.4 et 13 keV pour fournir un outil pour des études structurales à deux communautés importantes de la matière condensée :
- les interfaces molles (couches de Langmuir, Langmuir – Blodgett, auto-assemblées, interfaces de cristaux liquides, systèmes biologiques …)
- les nanostructures de semi-conducteurs ou magnétiques.
Cette ligne est conçue pour effectuer d’une part des mesures de diffraction, diffusion, fluorescence en incidence rasante (GIXD, GISAXS, GIXF …) sur des interfaces solides et liquides à énergie fixe (8, 10keV) et d’autre part des mesures en condition anomale ou résonante aux seuils des éléments intéressant la matière molle (Ca, Cl, Cd, S, P, K …) et aux seuils K, L, M d’éléments intervenant dans les nanostructures de semi-conducteurs (GIDAFS) et magnétiques (XRMD). L’onduleur sélectionné permettra en outre de varier la polarisation du faisceau (linéaire, verticale, circulaire). L’exploitation de la cohérence du faisceau dans le domaine des x tendres (2-4 keV) est également envisagée.
The purpose of this EQUIPEX project is to build within the existing SOLEIL synchrotron facility and to operate for the benefit of academic and private research projects a new time-resolved X-ray absorption spectroscopy (XAS) beamline based on the quick-scanning energy principle, the so called QuEXAFS.
The ROCK beamline (ROCK being the acronym for Rocking Optics for Chemical Kinetics) is devoted to the study of fast kinetic processes in nanomaterials used in catalysis and batteries. The objective is to contribute to the development of more efficient catalysts and batteries which should find successful industrial applications in the field of energy generation and storage in compliance with the protection of public health and environment. The better knowledge at the atomic scale of nanomaterials involved in catalysis or energy storage provided by time-resolved XAS is recognized by the concerned communities as mandatory for establishing synthesis strategies leading to important breakthroughs in the production of energy from renewable sources and in the development of advanced energy storage devices.
More information : on the optics (mirrors and monochromators) of the optical hutch, and on the description of the EXAFS experimental hutch.
Information for the users, help for preparation and submission of proposal.
Help for project submission
How to prepare your Beamtime application ?
Project must be written in english and submissions must comply to the following framework :
Online submission of the web form to give general information
- Description of the scientific background and experimental part
- Figures or images in annex (format .jpeg .png)
- Description of experimental conditions with special safety measure
- Submission of the proposal
(If the application constitutes the project continuation, filing in a report of the previous experiment in the SunSet and mention of related publications are necessary)
Also,
- It is strongly advised to contact one of the beamline scientist, they will assist in the definition of the setups necessary for the desired experiment and in the assessment of the best conditions.
- The justification of the required beamtime is required.
Do not forget to mention your related publications in the sunset.
For more informations : The general User's guide
SIRIUS takes advantage of the best energy range of the SOLEIL synchrotron ring between 1.4 and 13 keV in order to provide a tool for structural study to two large communities of condensed matter:
- Soft interfaces (air/ water interface, Langmuir monolayers, Langmuir-Blodgett, self-assembled organic films, liquid crystal interfaces, biomimetic systems …)
- Semiconductor or magnetic nanostructures (III-V materials for optoelectronics and photovoltaics, quantum wells/wires/dots, metal and oxide magnetic multilayers, functional oxides…)
This beamline is optimized for diffraction (GIXD), scattering (GISAXS) and fluorescence (XRF) in grazing incidence condition with horizontal and vertical samples at fixed energy (8, 10keV) but also for anomalous scattering (AXD) at the absorption edges of interesting elements for soft matter (Ca, Cl, Cd, S, P, K …), magnetism (L-, M- edges of 4d-5d elements, K-edges of 3d), semiconductors (K-edges of P, Si, Al, L-edges of In, Sb, M-edges of Bi), and functional oxides (L-edges of second raw transition elements). Grazing incidence spectroscopies (GI-XAFS, GI-DAFS and Reflexafs) are also available by scanning simultaneously the undulator gap and the monochromator Bragg angle.
The beamline is equipped with a large and accurate 7-circle diffractometer in order to host cumbersome dedicated sample environments; the diffractometer can work in two different configurations: 6-axis tower and kappa head. An ALD/MOCVD reactor, conceived in the frame of a collaborative ANR project with different national groups, can be mounted on the 6-axis tower for in situ characterization of oxide nanostructure growth by x-ray scattering, spectroscopy and reflectivity. A second smaller in vacuum 4-circle diffractometer will be available in March 2017 for tender x-ray diffraction and spectroscopy.
The undulator source enables to vary the polarization of the x-ray beam from linear horizontal to linear vertical or circular. It is also planned to use the large spatial coherence of the x-ray beam expected with such “tender” energy (1.4 -4keV).
Reference papers:
Soft condensed matter: P. Fontaine, G. Ciatto, N. Aubert and M. Goldmann, Science of Advanced Materials 6, 2312 (2014)
Hard condensed matter: G. Ciatto, M. H. Chu, P. Fontaine, N. Aubert, H. Renevier, J. L. Deschanvres, Thin Solid Films 617, 48-54 (2016)
By providing information on the structure of matter at scales varying between nanometer and micrometer, SWING beamline helps answering numerous questions related to soft condensed matter, conformation of macro-molecules in solution (BioSAXS) and material sciences.
Our experimental set up allows simultaneous small-angle X-ray scattering (SAXS) and wide-angle X-ray scattering measurements (WAXS) in the 5-16 keV energy range. Anomalous scattering experiments can also be performed.
A very large variety of types of samples can be studied, e.g., solutions, gels, amorphous solids, crystallized solids, thanks to the diversity of the proposed sample environments.
Sample Environments
Dedicated sample environments have been developed to provide scientific communities with optimized experimental conditions. For soft-condensed matter and material science, a number of devices are available. For structural biology, a completely automated BioSAXS system is routinely used including either online purification or direct injection, connected to a quartz capillary cell placed within a vacuum chamber. In addition, don’t hesitate to ask for help in the optimization of your own sample environment.
All sample environments, except the rheometer, are preceded with an On-Axis-Visualization (OAV), for direct visualization of the sample.
Here are presented most of the devices proposed on the beamline.
Specific Setups
Microfocus and On-the-fly Raster Scan
Microfocus and On-the-fly Raster Scan can either be used as a combination or independently.
PROXIMA-1 operates within the biology and health scientific section (HelioBiology) of SOLEIL to complement the integrated structural biology approach made available at SOLEIL. Operational since March 2008, PROXIMA-1 delivers an intense, nearly parallel and tunable x-ray beam for measurements at high resolution or from large unit cell dimension crystals. As such, it is one of the two beamlines for macromolecular crystallography, together with PROXIMA-2A. Equipped with a very large surface area detector and coupled to a fast sample exchange robot, the instrument allows for a high throughput of numerous protein crystals in record time. Advanced data collection strategies are routinely set when taking advantage of the latest generation three-circle Chi geometry goniostat, opening the experiments for complex experimental phasing.
|
Powder diffraction |
High angular resolution for ab initio structure determination |
|---|---|
| Single crystal diffraction |
Single crystal structure determination Incommensurate crystals, quasi-crystals |
| Electron density measurements |
Low temperature (16K) and high q diffraction measurements for charge density analysis. |
| Coherent diffraction |
X-Ray Coherent Diffraction |
| Pump-probe time-resolved diffraction |
10 ps / 80 ps time resolution diffraction pump: 800 nm and 400 nm, 5 mJ-25 fs laser pulses@1kHz |
CRISTAL est constituée de 4 cabanes radio-protégées, une cabane laser, une salle de contrôle et une salle de vie.
Figure 1: Vue 3D de la ligne CRISTAL.
Figure 2: Synoptique de la ligne CRISTAL.
Possibility to perform X-ray powder diffraction using the 2-circles diffractometer and the robotic sample changer.
|
Powder diffraction |
High angular resolution for ab initio structure determination |
|---|---|
| Single crystal diffraction |
Single crystal structure determination Incommensurate crystals, quasi-crystals |
| Electron density measurements |
Low temperature (30K) and high q diffraction measurements for charge density analysis. |
| Coherent diffraction |
X-Ray Coherent Diffraction Imaging (Bragg geometry) |
| Micro diffraction | Micro diffraction imaging |
| Pump-probe time-resolved diffraction |
10 ps / 80 ps time resolution diffraction pump: 800 nm and 400 nm, 5 mJ-25 fs laser pulses@1kHz |
The beamline consists of 4 radio-protected hutches and one laser hutch, a control room and a living space.
Figure 1: CRISTAL schematic 3D view.
Figure 2: CRISTAL synoptic.
Possibility to perform X-ray powder diffraction using the 2-circles diffractometer and the robotic sample changer.
SixS (Surface Interface X-ray Scattering) is a beamline dedicated to the study of X-ray scattering from surfaces and interfaces of hard and soft matter in various environments in the 5-20 keV energy range. To be sensitive to the surface all the studies will be performed in grazing-incidence geometry. The beamline will be equipped with two experimental hutches, which will be dedicated to the study of surfaces, interfaces and nano-objets prepared:
- in-situ under UHV (Ultra High Vacuum, i.e. 10-10 mbar) conditions. A diffractometer will allow to measure X-ray scattering from samples under UHV;
- in various environments (catalysis chambers, soft matter, electrochemical cells). A diffractometer coupled with exchangeable chambers will be able to measure X-ray scattering from sample surfaces both in vertical or horizontal geometries.
Grazing Incidence X-ray Diffraction (GIXD), Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering (GISAXS), anomalous surface X-ray scattering, X-Ray Reflectivity (XRR), magnetic surface X-ray scattering and coherent scattering experiments will be performed on both the facilities.
SixS (Surfaces interfaces X-ray Scattering) is a wide-energy range (5 -20 keV) beamline dedicated to structural characterization of surfaces, interfaces (solid-solid or solid-liquid), as well as nano-objects in controlled environments by means of surface-sensitive x-ray scattering techniques, such as:
Grazing Incidence X-ray Diffraction (GIXD)
Crystal Truncation Rods (CTR)
Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering (GISAXS)
Anomalous Surface X-ray Scattering
X-ray Reflectivity (XRR)
Coherent Scattering
Magnetic Surface X-ray Scattering (in the near future)
Experimental end-stations:
MED: a multi-environment diffractometer is available which can accommodate various sample environments, such as high-pressure reactivity chambers, electrochemical cells, Langmuir troughs. It allows for scatvertical and horizontal diffraction geometry for surface / interface diffraction.
UHV: the diffractometer is coupled to stationary assembly of UHV chambers (currently being installed) ; it is a unique design, and consists of an assembly of three chambers equipped with the standard UHV tools (evaporators, ion-guns, etc.) and specific instruments (Scanning Tunneling Microscope (STM), Low Energy Electron Diffraction (LEED), Auger Electron Spectroscopy (AES).
to be completed
Available techniques
bla vla bla
Le Laboratoire de Surfaces propose la possibilité de caractériser des échantillons, complémentairement aux expériences qui se déroulent sur les lignes (ex. : STM). Une chambre UHV mobile est disponible pour le transfert des échantillons sous UHV entre le Laboratoire et plusieurs lignes. En outre, une assistance technique concernant l’UHV est fournie.
Le Laboratoire de Surfaces met à la disposition des utilisateurs des appareils permettant d’effectuer des analyses complémentaires d’échantillons dans le cadre d’un projet réalisé sur une des lignes de lumière de SOLEIL.
The Surface Laboratory proposes the possibility to characterise samples complementarily to experiments carried out at the beamlines (e.g. STM). A mobile UHV-chamber to transfer samples under UHV conditions between the Laboratory and different beamlines is at disposal. Furthermore, technical assistance concerning UHV is furnished.
The Surface Laboratory provides apparatus to users, permitting to carry out complementary analyses on samples in the context of a project on one of the beamlines of SOLEIL.
Research for the Condensed Matter section (Chemistry and Physical Chemistry) in SOLEIL is based on the use of several synchrotron radiation-based probes: diffraction, absorption and photoemission spectroscopies, for the description and understanding a variety of systems and their changes under well-controlled conditions.
Condensed matter Research and Main techniques:
| Condensed matter Research |
Nanoparticles, nano films, nano objects Interfaces (solids/ gas/ liquid) |
|---|---|
| Main techniques |
IR Spectroscopy (Absorption) Spectroscopy Photoemission (ARPES) (Photoelectron emission) X-ray spectroscopy XAS/XES (Imaging) Diffraction / Diffusion |
Au sein de la section scientifique « Matière Diluée », les objets que nous étudions sont des atomes, des molécules, des agrégats, des complexes non-covalents et des nanoparticules qui se trouvent dans un environnement sans solvant et sans substrat. Parce que les collisions inter-moléculaires et solvant-molécule peuvent être négligées, ce régime de "matière diluée" offre, par rapport à la matière condensée, l'opportunité d'étudier des systèmes modèles ou réels au niveau élémentaire, avec en général l'aide de calculs ab-initio réalisés au plus haut niveau. Par ailleurs, la matière diluée est optiquement mince, elle peut donc être étudiée en continu sur tout le spectre, et en particulier dans la gamme spectrale couverte par les lignes de lumière de SOLEIL, de l'IR lointain aux rayons X tendres.
Avec le large éventail de techniques complémentaires associées disponibles ou en cours de développement sur nos lignes de lumière, nous sommes en mesure de sonder ces espèces isolées sur une vaste gamme d'énergie dans des conditions telles qu'un seul photon interagit avec une seule molécule. De telles études nous fournissent une meilleure connaissance de l'interaction fondamentale photon / matière, des processus intra- et intermoléculaires ainsi que des dynamiques moléculaires en découlant. Cette information cruciale sur les briques élémentaires de la matière peut être utilisée pour comprendre et construire une matière plus complexe et structurée.
Très schématiquement, notre activité scientifique couvre 3 axes principaux :
• Recherche fondamentale sur les échantillons dilués: structures moléculaires et photodynamique
• Vers les interfaces avec d'autres champs scientifiques: chimie, biologie, planétologie et sciences de l’univers
• Développements instrumentaux.
| Research | |
|---|---|
| Techniques |
Photoelectron emission : Angular Resolved PES | XPS | Time-resolved studies Scattering | Small angle scattering Absorption : XMCD | Time-resolved studies Imaging : Photoemission electron microscopy (PEEM) |
La mission du laboratoire de biologie est d’assurer
- d’une part un support technique et scientifique aux utilisateurs pour la préparation de leurs expériences sur les lignes de lumière
- d’autre part de fournir les infrastructures nécessaires aux projets de recherche propres aux scientifiques de SOLEIL dans le domaine de la biologie moléculaire, de la biologie cellulaire et de la biochimie (Section scientifique : Biologie, santé, Heliobio)
Projets de recherche :
Complexe de réplication des virus de la famille Paramyxovirus: Pneumovirus, Metapneumovirus et Respirovirus.
Collaborations :
Félix Rey, Virologie Structurale
Institut Pasteur (Paris)
Jean-François Eléouët, Virologie et Immunologie Moléculaire
INRA (Jouy-en-Josas)
Publication récente :
Tran TL, Castagne N, Bhella D, Varela PF, Bernard J, Chilmonczyk S, Berkenkamp S, Benhamo V, Grznarova K, Grosclaude J, Nespoulos C, Rey FA, Eleouet JF.
J Gen Virol. 2007 Jan; 88(Pt 1):196-206
The biology laboratory is a facility to
- users for the preparation and characterization of biological samples previous to their experiments at the beamlines
- the researches at SOLEIL in the molecular and cellular biology and biochemistry fields (Section scientifique : Biologie, santé, Heliobio)
Research projects:
Replicative complex in Paramyxovirus family: Pneumovirus, Metapneumovirus and Respirovirus.
Collaborations:
Félix Rey, Structural Virology
Institut Pasteur (Paris)
Jean-François Eléouët, Molecular Virology and Immunology
INRA (Jouy-en-Josas)
Recent Publications:
Tran TL, Castagne N, Bhella D, Varela PF, Bernard J, Chilmonczyk S, Berkenkamp S, Benhamo V, Grznarova K, Grosclaude J, Nespoulos C, Rey FA, Eleouet JF.
J Gen Virol. 2007 Jan; 88(Pt 1):196-206
The MMI section (Modeling, Methodology & Instrumentation) brings together the scientists, engineers and technicians from the different Support Groups of SOLEIL, for scientific and technical exchanges.
|
Besides the essential mission of animation and initiation of scientific collaboration, the MMI section is a forum for meetings, seminars, discussions and suggestions for scientific approaches.
La section MMI (Métohdes, Instrumentation et Modélisation) assure l'animation scientifiques parmi les scientifiques, ingénieurs et techniciens des différents groupes support de SOLEIL.
|
Outre la mision essentielle d'animation et d'intitation de collaboration scienitfiques, la section MMI est un forum d'échanges, discussions, séminaires et de suggestion d'apporches scientifiques.
Within the Dilute Matter Scientific Group, the objects we are dealing with are atoms, molecules, clusters, non-covalent complexes and nanoparticles which are studied in a solvent-free and substrate-free environment. Because inter-molecular collisions and solvent-molecule interactions may be neglected, this “dilute matter” regime offers, as compared to the condensed matter, the opportunity to study model or actual systems at the elementary level, with in general the help of ab-initio calculations which can be carried out at the highest level. Besides, dilute matter is optically thin, therefore it can be studied continuously over the whole spectrum, and especially in the spectral range covered by the SOLEIL beamlines, from the far IR to the tender X-rays.
With the large array of complementary associated techniques available or under development on our beamlines, we are able to interrogate these isolated species over a vast energy range in conditions such that a single photon interacts with a single molecule. Such studies provide us with a better knowledge of fundamental photon/matter interaction, intra- and intermolecular processes as well as subsequent dynamics. This crucial information on elementary bricks of matter can be used to understand and build up more complex and structured matter
Very schematically, our scientific activity cover 3 main axes:
• Fundamental research on dilute samples: molecular structures and photodynamics
• Towards interfaces with other scientific fields: chemistry, biology, astronomy & astrophysics and planetary science
• Instrumental developments.
underconstructions
Research for the Condensed Matter section (Chemistry and Physical Chemistry) in SOLEIL is based on the use of several synchrotron radiation-based probes: diffraction, absorption and photoemission spectroscopies, for the description and understanding a variety of systems and their changes under well-controlled conditions.
Condensed matter Research and Main techniques:
| Condensed matter Research |
Nanoparticles, nano films, nano objects Interfaces (solids/ gas/ liquid) |
|---|---|
| Main techniques |
IR Spectroscopy (Absorption) Spectroscopy Photoemission (ARPES) (Photoelectron emission) X-ray spectroscopy XAS/XES (Imaging) Diffraction / Diffusion |
| Research | |
|---|---|
| Techniques |
Photoelectron emission : Angular Resolved PES | XPS | Time-resolved studies Scattering | Small angle scattering Absorption : XMCD | Time-resolved studies Imaging : Photoemission electron microscopy (PEEM) |
The Health and Well-Being Scientific Section at SOLEIL is an active group consisting of 38 experts in various fields. The ongoing upgrade of the SOLEIL synchrotron will contribute to the emergence of methods aimed to improve the imaging capabilities of cells, tissues, and organs at high spatial and temporal resolution. Recent revolutions in both single-particle cryo-electron microscopy (cryo EM) and prediction of protein folds have changed the way we look at integrative approaches. The integration of cryo EM with synchrotron-based techniques greatly facilitate the correlation of molecular and structural information from the atomic to cell levels. The combined expertise of the life science beamline teams at SOLEIL is the basis for the development of a post-upgrade approach to integrative biology.
| Scientific axes | Experimental techniques | Techniques of analysis | ||
|---|---|---|---|---|
(Re)Emerging pathogens in their environment |
Synchrotron methods for pathologist |
Plants for a changing world |
Structure of biomacromolecules : X-Ray (Imaging), Christallography (Diffraction), SAXS (Scattering), SRCD APPI |
Imaging
Diffraction
Absorption
Scattering
|
| Spectromicroscopy Infrared, DUV, X-Ray |
||||
| X-Ray Imaging Coherent, Tomography, full field, scanning nanoprobres |
||||
(Re)Emerging pathogens in their environment
The recent apparition of new, and the reemergence of old, diseases continues to be a serious threat to the human community. The world has recently witnessed the emergence of a new coronavirus threat (SARS-Cov2). As a matter of fact, many viruses and bacteria evolve quickly to spread and kill. Global warming has exasperated this situation by spreading the vectors of these diseases, which in turn invoke dramatic consequences on our environment and health. Epizootic and anthropo-epizootic diseases clearly represent a major threat for human health. The full extent of the current SARS-Cov2 pandemic will not be known for some years. But taking a different example, according to the World Health Organization (WHO), the impact of the influenza A virus is estimated to cause 3-5 million cases of severe illness and up to half a million deaths worldwide each year. The situation will eventually become worse when viruses mutate into virulent forms causing human pandemics that reoccurs every few decades. The overuse and misuse of antibiotic treatments in both humans and livestock, as well as the extensive quantities of drugs released in city wastes, are a major inducing factor in the appearance of multidrug-resistant bacteria, more commonly known as superbugs. In particular, the discovery of novel antibiotics and their development are urgently needed to face the dangers arising with the emergence and spread of multi-drugresistant bacteria, especially those Gramnegative pathogens belonging to the ESKAPE group. Our poor knowledge of their complex outer membrane structure and their internal organisation remains a serious breach that needs to be filled before understanding the mechanisms behind antibiotic resistance and their uptake into living bacteria. Thus, a better understanding of how pathogensinteract with their host and propagate in the environment – and how they can be tackled – is crucial.
All (re)emerging diseases have, in common, strong links between the structural adaptation of the microbe’s molecules and their specific virulence or resistance. As a support to national collaborative work among scientists of specialised research entities (CNRS, CEA, IRBA, Pasteur Institute, INSERM, INRAe…), SOLEIL will enhance its existing combination of state-of-the-art structural techniques for deciphering the molecular basis underlying the mechanisms of virulence and resistance. New, revolutionary, imaging methods is under development i) at the cellular level where drugs and proteins may be followed in living cells or in delayed time-lapses for cryo-conditions on fully hydrated samples, and ii) at the tissular level, where innovative imaging modalities will permit to better understand the effects induced by those diseases in animals and patients. It is only through the coordination in an integrated manner of the broad spectrum of the specialised expertise provided by independent research groups that long lasting solutions will emerge.
Synchrotron methods for pathologist
Medical practitioners, who are at the frontline of handling diseases and trauma, are always searching for new diagnostic tools. Therapeutic technologies and biomedical imaging have greatly benefitted from synchrotron radiation methods for faster and more reliable diagnosis. These include, but are not limited to, X-ray microbeam irradiation and photon activation therapies, computed tomography, coronary angiography, bronchography and mammography. The integration of complementary synchrotron techniques continuously participates in enriching the reliability of databases used by surgeons during tumor removal for the better definition of the malignant tissue boundaries. The imaging tools available in hospitals provide a low spatial resolution, motivating in specific cases (such as the occurrence of false positives in radiolabeling) a need to access stateof-the-art imaging technologies available only at synchrotrons.
SOLEIL has already contributed to such diagnoses, with several medical cases reported that have been resolved, notably for a patient suffering from di-hydroxy adenine crystals. The biomedical studies are expected to require spatial resolutions of typically 0.5 to 10 microns, seldom below 50 nanometers. The modalities for accessing the instrumentation must follow the bioethics and great care must be given to return biopsy samples to the hospital after analysis. Similarly, caution should be applied when analysing the samples as no degradation (such as radiation damage caused by over-high doses from Visible, UV or X-ray beams) can be tolerated: the development of a sample passport (see Instrumentation and Methods, chapter 4) is an important enabling technology. Additionally, improving diagnosis by characterising mutation-induced diseases at the molecular level becomes mandatory.
Plants for a changing world
- Food:
With a growing population, global food intake must be adapted to limit the human impact on global warming. Numerous reports recommend decreasing the consumption of animal-based proteins. New sources of proteins are needed, and vegetal-based proteins arise as promising targets. Practically, plant proteins are difficult to digest by omnivores due to their low solubility, sulphur content and cellular accessibility - pushing towards the need for their prior enzymatic processing for better metabolization by human enzymes. Maintaining the quality level of soils free from pollutants and preventing such pollutants from entering the food chain is addressed in the “Environment” part.
- Drought:
In response to changing rainfall patterns due to climatic change, it is urgent to study the drought resilience of trees and plants and the adaptation of agriculture towards new, more resilient crops. Trees and crops, and their adaptation to drought need to be studied from tissular to molecular scales. Structural and chemical imaging, at the highest possible resolution of living and fixed samples, would provide understanding of the molecular and cellular basis of their resilience.
- Biosourced materials:
The looming challenges from our everchanging world are numerous and the solutions to tomorrow’s problems will emanate from various fields of research and development. Facing a post-petroleum era may become one of the most laborious issues to tackle, notably in terms of polymer chemistry, applicable to all the objects employed in our consumer society. In this respect, the synthons (structural unit within a molecule) needed to produce our favourite gadgets can also be found in (organic/soft) wastes, either by valorising city and industrial waste, or vegetal waste from sustainable agricultural production. Enzymes to catalyse the production of these synthons are still to be fully characterised and optimised.
- Plant Health and Disease:
Plants are susceptible to the effects of global warming and intensive agricultural techniques. A consequence of this environmental pressure is the vulnerability of plants to the fast spread of pathogens that can destroy crops and lead to significant loss of economic income.
Here you will find theoretical and practical training courses on the techniques offered by the HelioBio beamlines.
• 21/09/2020: Zoé a rejoint l'équipe en temps qu'apprentie. En parallèle de sa formation à l'Université d'Evry en Master de chimie et science des matériaux, elle prendra en charge la consolidation de notre système de préparation résolue en temps d'échantillons pour la microscopie électronique. Bienvenue Zoé!
• 11/09/2020: Yuan-Yuan a reçu le prix du meilleur poster à la conférence Lab-on-a-chip and Microfluidics à Rotterdam. Son mélangeur rapide à faible débit semble être très apprécié. Félicitations!
* * * 2019 * * *
• 07/11/2019: Le premier article du laboratoire de microfluidique vient d'être accepté! Il est publié dans le Journal of Synchrotron Radiation ( Chaussavoine_JSR_2020 (1.34 Mo)) et présente les possibilités techniques du laboratoire ainsi que trois projets preuves de concept sur l'utilisation de puces microfluidiques pour des expériences in situ utilisant la µ-XRF et µ-XAS, le SAXS/WAXS ainsi que la diffraction des rayons-X sur monocristaux. Félicitations à tous les co-auteurs!
• 14/10/2019: Si-Thanh Dong is joining the lab as a PhD student. He will work on the MF-CO2 ANR project for the sequential reduction of CO2 under microfluidic conditions. Welcome Thanh!
• 30/07/2019: le projet ANR Serial-X-Energy a été retenu! Il s'agit d'une collaboration entre SOLEIL, l'institut Lavoisier de Versailles et l'Ecole Normale Supérieure pour l'étude de Polyoxométallates inclus dans des MOFs par diffraction des rayons-X sérielle. Une annonce de post-doc sera bientôt publiée!
• 23/05/2019: Mathis Brossier, étudiant en L1 au sein de l'école Polytech Paris-Sud, rejoint l'équipe pour un stage de 2 mois. Il va travailler au contrôle d'un moteur ciculaire permettant la congélation d'échantillons biologiques à l'échelle de la milliseconde.
• 18/02/2019: Thanh Dong Si, étudiant au sein du Master Erasmus Mundus SERP-CHEM rejoint l'équipe microfluidique. Il réalisera son stage de M2 sur la mise au point de systèmes microfluidiques électrchimiques permettant la réduction séquentielle du CO2. Bienvenue!
* * * 2018 * * *
• 10/09/2018: Benedikt a été invité pour présenter le laboratoire de microfluidique au sein d'un workshop pour l'upgrade du synchrotron Diamond, au Royaume-Uni. Les domaines de la matière molle condensée et de la crystallographie des protéines s'intéressent de plus en plus à la microfluidique!
• 12/07/2018: Benedikt a reçu un financement jeune Chercheur de l'Agence National pour la Recherche. Le projet consistera à mettre au point des systèmes de microréacteurs électrochimiques en série pour la réduction électrochimique et séquentielle du CO2 en hydrocarbures légers.
• 15-16/03/2018: Igor et Benedikt ont présenté des posters sur leurs acitivtés microfluidiques à la réunion annuelle du Groupe de Recherche sur la micro et nanofluidique à Grenoble. Techniques de fabrication aux échelles micro- ou nanométriques, acoustofluidique, manipulation d'objets micrométriques étaient tous au rendez-vous.
• 01/03/2018: Nous accueillons Yuan-Yuan Liao au sein du laboratoire comme post-doctorante, bienvenue à elle! Yuan-yuan va travailler, dans le cadre du projet ANR TREMTI, sur la mise au point de mélangeurs micro fluidiques pour la préparation d’échantillons de cryoEM résolus en temps. Au cours de sa thèse à l’ENS Cachan, Yuan-Yuan a travaillé sur la précipitation en milieu microfluidique de nanoparticules organiques. Elle a ensuite effectué un post-doc au CEA Saclay où elle a étudié l’insertion de molécule d’eau dans des argiles de type imhogolites par spectroscopie infrarouge.
• 18/01/2018: Le workshop ivMX (in vivo Macromolecular Crystallography) satellite du colloque des utilisateurs de SOLEIL s'est tenu à SOLEIL les 16 et 17 Janvier 2018. Les membres du laboratoire de microfluidique y ont activement participé, Igor Chaussavoine y a fait une présentation de ses travaux de thèse. La microfluidique semble devenir un outil clé de ce domaine naissant de la crystallographie: les besoins en sélection, en tri et en positionnement de cellules contenant des microcristaux sont énormes!
* * * 2017 * * *
• 01/11/2017: Stéphane Lefrançois rejoint l'équipe en tant qu'ingénieur, bienvenue à lui! Stéphane a été assistant Ingénieur de la ligne de lumière SMIS pendant de nombreuses années, où il a pris en charge le développement de systèmes optiques pour l'infra-rouge, ainsi que le développement de systèmes microfluidiques. Il a également conçu plusieurs lignes de lumières infra-rouge pour d'autres synchrotrons (ALBA, SESAME). Il vient d'être promu ingénieur et partagera son temps entre la ligne SMIS et le laboratoire de microfluidique.
• 13/07/2017: Le laboratoire de microfluidique, avec l'équipe de PX1 et le Laboratoire de Biochimie de l'Ecole Polytechnique ont reçu une bourse ANR pour le développement de mélangeurs microfluidiques permettant l'étude de processus biochimiques transitoires. Une annonce de post-doc suivra bientôt!
• 10/06/2017: Tiphaine a soutenu son projet de fin d'année et obtenu une note de 18.5/20. Félicitations!
• 03/04/2017: Baptiste Maurice rejoint l'équipe pour un stage de fin de DUT Mesures Physiques. Il va développer une cellule à circulation pour la spectrosopie des rayons-X durs en fluorescence et en transmission.
* * * 2016 * * *
• 19/12/2016: Upgrade du dilase250, amélioration du software et des performances du laserwriter. Nous avons fait des tests pour le comparer à son ancienne version : stabilité de la machine largement améliorée, et meilleure prise en main du logiciel.
•05/10/2016: Tests en résolution sur l'imprimante 3D: canal de 500 µm dans une membrane de 200 µm d'épaisseur.
• 05/09/2016: L'imprimante 3D vient d'être installée! Nous pouvons maintenant produire des systèmes sub-millifluidiques en un bloc, et la machine travaille pour nous!
• 01/09/2016: Bienvenue à Tiphaine MATEO qui nous rejoint pour les 3 prochaines années! Elle est apprentie-ingéneure à l'école Polytech Paris-Sud et aidera les utilisateurs à mettre en place leurs projets au sein du laboratoire. A part la microfluidique, Tiphaine aime l'escalade, le skate-board et les minéraux.
• 12/05/2016: Ecoulement laminaire de deux solutions colorées au sein d'un canal de 20µm de large d'une puce PDMS/verre.
• 15/01/2016: Première réalisation de lithographie avec le laserwriter!
Les membres du laboratoire en Juin 2017.
De gauche à droite: Baptiste Maurice, Tiphaine Mateo, Benedikt Lassalle.
Baptiste nettoie un wafer, Tiphaine teste une puce et Benedikt observe un pattern à l'aide du profilomètre.
Baptiste vérifie les canaux d'une pièce fraichement fabriquée par l'imprimante 3D.
Tiphaine observe un pattern de résine sur un wafer.
Benedikt mesure les dimensions d'un motif lithographié à l'aide du profilomètre optique.
La pluie à beau tomber, Tiphaine reste concentrée sur ses canaux.
Crédits Photos Vincent Montcorgé.
Lab members in June 2017.
From left to right: Baptiste Maurice, Tiphaine Mateo, Benedikt Lassalle.
Baptiste is cleaning wafer, Tiphaine is testing a chip and Benedikt checks the patterns of a mold using the profilometer.
Baptiste checks the channels of a freshly made 3D-printed cell.
Tiphaine checks a resin pattern on a wafer.
Benedikt uses the optical profilometer to measure the dimensions of a mold after the lithography process.
Rain may be falling, Tiphaine keeps focused on her channels.
Photos credits Vincent Montcorgé.
The PUMA beamline opened its doors to users in February of 2019. The beamline has been built and optimized for the heritage science community and most user experiments submitted are from the fields of Archaeology, Paleontology, Paleo-Environments, Art History and Conservation Sciences. However, the beamline is open to all users and has hosted successfully experiments from Environmental Sciences, Earth Sciences, Biology, Soft-Matter and Medicine.
Our working horse is a microbeam endstation, which produces a 5 µm (vertical) x 10 µm (horizontal) spot size. The sample is typically mounted in a 45 degree geometry towards the incoming beam, with the SDD detector for the XRF signal at 90 degrees to the incoming beam. A video-microscope allows to image the sample surface at all time in the geometry. The image is calibrated on the beam position and allows to align the surface features of the sample with a precision of a few micrometers with respect to the beam.
A Si(111) double crystal monochromator with fixed-exit geometry allows to select the energy in a range from 4 to 22 keV. A diamond intensity monitor at the exit of the KB mirror system allows for constant monitoring of the beam intensity.
XRF and XANES can be performed using the silicon drift detec
tor. Currently it is not possible to perform XAS in transmission mode.
An hybrid pixel detector (ImXpad) can be mounted behind the sample to collect X-ray diffraction patterns in transmission mode only.
The microscope can be used to collect the XEOL signal from the sample, either in imaging mode, using the camera of the microscope or in spectroscopy mode, using a full spectrometer.
This endstation supports to sample stages. A set of high precision stages with submicroscopic resolution for centimetric samples and a set of larger stages for heavier samples tens of centimeters in length. All stages support continuous scanning modes for fast and distortion-free acquisition.
The setup is in air, which gives us a lot of flexibility to mount different setups. If you want to bring your own equipment to the beamline, please contact the beamline staff.
A 3D microtomography endstation is currently in development, but not yet available for user.
The beamline has been constructed and will be operated in collaboration with the IPANEMA laboratory. In the future, it will contribute researchers and engineers to the PUMA staff.
Acknowledgments
The construction of the PUMA beamline has been financed by the region île-de-France and the French state through the CPER 20017 - 2013 program.
The equipment of the micro focusing station is property of the CNRS and has been financed by the PATRIMEX equipped grant in the framework of the “Investissements d'Avenir” program of the “Agence Nationale de la Recherche” (ANR).
WOZNIAK Cyprian (responsable) : Contact mail
Pour toute demande : lmo@synchrotron-soleil.fr
Le Groupe de Réduction et d'Analyse des Données (GRADES) fournit des logiciels, des méthodologies et des ressources informatiques pour :
• aider à préparer des projets expérimentaux ;
• apporter un large éventail de logiciels et de méthodologies pendant le temps de faisceau expérimental ;
• fournir un accès aux logiciels et aux ressources informatiques pour traiter les données acquises.
The Group for Data Reduction and Analysis (GRADES) provides software, methodologies and computing resources to:
- help to prepare experimental projects;
- bring a wide range of software and methodologies during experimental beam time;
- provide access to software and computing resources to process the acquired data.
La ligne "LUCIA" (Ligne Utilisée pour la Caractérisation par Imagerie et Absorption) est dédiée à des expériences de micro-absorption X (μXAS) et de micro-fluorescence (μXRF) dans le domaine des rayons X dits "tendres" (0.8-8 kev). Elle permet d'appliquer ces deux techniques non destructives à la mesure d'échantillons hétérogènes, de réaliser des cartographies élémentaires à l'échelle du spot de photons (2x2 microns2), et de décrire l'environnement local autour de ces éléments.
Un faisceau monochromatique est envoyé sur un échantillon placé sur une platine de translation x-z. Des cartes de micro-fluorescence sont tout d'abord réalisées (éventuellement à différentes énergies de faisceau incident, tirant profit du faisceau monochromatique accordable). Les informations obtenues permettent de déterminer la localisation des éléments, leur abondance relative, ainsi que les autres éléments auxquels ils sont éventuellement associés. Les régions d'intérêt peuvent ensuite être sélectionnées afin de les analyser par XAS (sonde sélective locale fournissant des informations électroniques et structurales).
Les deux techniques de microXRF et microXAS peuvent être combinées avec d'autres microtechniques, comme la spectroscopie Raman, pour donner des informations complémentaires sur l'échantillon. La gamme d'énergie offerte par LUCIA correspond aux meilleures performances de SOLEIL en termes de brillance. Elle permet des expériences de XAS au seuil K des éléments depuis le sodium (Na) jusqu'au Fer (Fe) et au seuil L du Nickel (Ni) au Gadolinium (Gd) ainsi qu'au seuil M des terres rares et des actinides.
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La ligne "LUCIA" (Ligne Utilisée pour la Caractérisation par Imagerie et Absorption) est dédiée à des expériences de micro-absorption X (μXAS) et de micro-fluorescence (μXRF) dans le domaine des rayons X dits "tendres" (0.8-8 kev). Elle permet d'appliquer ces deux techniques non destructives à la mesure d'échantillons hétérogènes, de réaliser des cartographies élémentaires à l'échelle du spot de photons (2x2 microns2), et de décrire l'environnement local autour de ces éléments.
Un faisceau monochromatique est envoyé sur un échantillon placé sur une platine de translation x-z. Des cartes de micro-fluorescence sont tout d'abord réalisées (éventuellement à différentes énergies de faisceau incident, tirant profit du faisceau monochromatique accordable). Les informations obtenues permettent de déterminer la localisation des éléments, leur abondance relative, ainsi que les autres éléments auxquels ils sont éventuellement associés. Les régions d'intérêt peuvent ensuite être sélectionnées afin de les analyser par XAS (sonde sélective locale fournissant des informations électroniques et structurales).
Les deux techniques de microXRF et microXAS peuvent être combinées avec d'autres microtechniques, comme la spectroscopie Raman, pour donner des informations complémentaires sur l'échantillon. La gamme d'énergie offerte par LUCIA correspond aux meilleures performances de SOLEIL en termes de brillance. Elle permet des expériences de XAS au seuil K des éléments depuis le sodium (Na) jusqu'au Fer (Fe) et au seuil L du Nickel (Ni) au Gadolinium (Gd) ainsi qu'au seuil M des terres rares et des actinides.
What is special about SR for IR spectroscopy?
Synchrotron radiation flux extracted on some infrared beamlines
DISCO: Dichroism Imaging Spectrometry for Chemistry and Biology
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Deux laboratoires de chimie sont disponibles au synchrotron SOLEIL.
Ils ont pour mission d’assurer un support technique et scientifique aux utilisateurs pour la préparation d’échantillons dans le cadre des expériences sur les lignes de lumières.
Ils fournissent aussi aux scientifiques de SOLEIL des infrastructures et le matériel nécessaire aux projets de recherches propres dans le domaine de la chimie.
| Bilan 2015 |
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422 projets accueillis 1165 utilisateurs reçus 25 lignes de lumière utilisant les laboratoires de chimie 10 projets par semaine |
Ces laboratoires proposent un support technique, une infrastructure, des équipements et des produits chimiques habituellement disponibles dans un laboratoire de chimie
DISCO: Dichroism Imaging Spectrometry for Chemistry and Biology
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Description générale (Demander la traduction)
SixS (Surface Interface X-ray Scattering) is a beamline dedicated to the study of X-ray scattering from surfaces and interfaces of hard and soft matter in various environments in the 5-20 keV energy range. To be sensitive to the surface all the studies will be performed in grazing-incidence geometry. The beamline will be equipped with two experimental hutches, which will be dedicated to the study of surfaces, interfaces and nano-objets prepared:
- in-situ under UHV (Ultra High Vacuum, i.e. 10-10 mbar) conditions. A diffractometer will allow to measure X-ray scattering from samples under UHV;
- in various environments (catalysis chambers, soft matter, electrochemical cells). A diffractometer coupled with exchangeable chambers will be able to measure X-ray scattering from sample surfaces both in vertical or horizontal geometries.
Grazing Incidence X-ray Diffraction (GIXD), Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering (GISAXS), anomalous surface X-ray scattering, X-Ray Reflectivity (XRR), magnetic surface X-ray scattering and coherent scattering experiments will be performed on both the facilities.
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Collaborations |
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toutes autres informations
SAMBA (Spectroscopie Appliquée aux Matériaux Basée sur l'Absorption) est une ligne d'absorption dans le domaine des rayons X durs. SAMBA est ouverte a une vaste communauté scientifique qui va de la physique à la chimie, les sciences des surfaces et de l'environnement. Le schéma optique de la ligne est optimisé pour être très versatile et couvrir l'interval 4.8-40keV avec un flux de photons élevé, stabilité et une résolution optimale. Le monochromateur marche en mode scan continu et un détecteur HPGe avec 35 pixels est disponible pour des mesures sur des espèces hautement diluées.
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The HelioBio section at SOLEIL, being strongly inter-disciplinary and also at the junction where scientific measurement and project meet, is a natural focal point for the development of innovative methods in order to help advance the most difficult « external user » research. This is of critical importance in the highly competitive and labour intensive field of the biological sciences, where methodological improvements (which help make the most of the available samples) can make the difference between success and failure, or publishing first or second. Several very important publications, which would otherwise not have been achieved in such a timely fashion, have resulted from this symbiosis between beamline scientist and user at SOLEIL. |
| Scientific axes | Experimental techniques | Techniques of analysis | ||
|---|---|---|---|---|
Medicine
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Biology
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Agrosciences
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Structure of biomacromolecules : X-Ray (Imaging), Christallography (Diffraction), SAXS (Scattering), SRCD APPI |
Imaging
Diffraction
Absorption
Scattering
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| Spectromicroscopy Infrared, DUV, X-Ray |
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| X-Ray Imaging Coherent, Tomography, full field, scanning nanoprobres |
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Health
Deep PDT
Photodynamic therapy for deep seated malignancies where the X-ray as external light source is used. This unique therapy relies on activation of scintillation nanoparticles via x-ray excitation to produce optical emission that subsequently activates a photosensitizer (light sensitive drug). The activated photosensitizer produces singlet oxygen species resulting in cancer cell destruction.
Contact: Matthieu Refregiers
Biology
Characterisation of living fully-hydrated stem cells by vibrational microspectroscopy
Induced pluripotent stem cells are obtained by the genetic reprogramming of differentiated adult cells and could provide an unending reservoir of biocompatible cells for medical applications without the destruction of embryos. We work on methods for characterization of the cell ‘stemness’, for the detection of the potentially carcinogenic cells, and for quality control during reprogramming and differentiation in medically relevant cells using vibrational microspectroscopies, infrared and Raman.
Contact: Christophe Sandt
RNA degradation in trypanosomatids
Trypanosomes and leishmanias cause a number of serious diseases in humans and other animals. One of the remarkable features of these parasites is the lack of transcription control. The project aims at the structural characterization of proteins and complexes involved in the mRNA degradation in kinetoplastids, one of the mechanisms available for these parasites to regulate gene expression.
Contact: Beatriz Guimarães
All HelioBio News from Biology
Agroscience
Rapsseed Olesomes Extraction
Lipids of plant seeds are stored in specialized organelles called oleosomes structured by oleosin membrane proteins (S1 to S5). These proteins, for which a detailed 3D structure is unknown, are inserted into a monolayer of phospholipids.
Using SRCD we have shown, that recombinant oleosin S5, solubilized by polymeric surfactants called amphipols, contains more beta and less alpha structures as compared with the fold in SDS. The same work has now been done with S3 oleosin, the more abundant oleosin in plants. In order to decipher the in vivo fold, we studied the secondary structure of oleosins in oil bodies: purified from A. thaliana, from yeast, or artificial ones. SRCD resvealed the structural oleosome assembly and stability. The goal is to develop milder methods for seed oil extraction, and to design new and natural emulsion stabilizers.
Contact: Frank Wien
DISCO receive users since septembre 09 on three endstations. Using UV synchrotorn radiation, man can observe biomolecules localization, structural changes and interactions in solution, in living cells or in tissues.
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By providing information on the structure of matter at scales varying between nanometer and micrometer, SWING beamline helps answering numerous questions related to soft condensed matter, conformation of macro-molecules in solution (BioSAXS) and material sciences.
Our experimental set up allows simultaneous small-angle X-ray scattering (SAXS) and wide-angle X-ray scattering measurements (WAXS) in the 5-16 keV energy range. Anomalous scattering experiments can also be performed.
A very large variety of types of samples can be studied, e.g., solutions, gels, amorphous solids, crystallized solids, thanks to the diversity of the proposed sample environments.
La diffraction des rayons X est l'une des méthodes les plus efficaces pour obtenir des informations sur la structure atomique de la matière.
Cette ligne de haute performance sur onduleur propose un ensemble de techniques de pointe utilisant ladiffraction cohérente, la diffraction en temps-résolu, la haute résolution angulaire (diagramme de poudre) et spatiale (étude des densités électroniques).
Les trois instruments installés sont :
- un diffractomètre de poudres 2-cercle équipé d'un analyseur multicristaux
- un diffractomètre 4-cercles pour des mesures à grand vecteur de diffusion q
- un diffractomètre 6-cercles pour une exploration complète de l'espace réciproque, qui offrent un potentiel expérimental exceptionnel.
Les expériences en temps résolu pompe-sonde fonctionnent avec une résolution picoseconde et femtoseconde
Une large communauté scientifique est à l'initiative de cette ligne de lumière et accompagne sa mise en oeuvre sur SOLEIL dans un souci de complémentarité avec le potentiel offert par l'ESRF.
La section MMI (Méthodes, Instrumentation et Modélisation) assure une animation scientifique entre les ingénieurs et les techniciens appartenant aux différents groupes support de SOLEIL :
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Outre la mission essentielle d'animation et d'initiation de collaboration scientifiques, cette section est un forum de rencontres, de séminaires, de discussions et de suggestion de démarches scientifiques .
| Laboratoire de Surfaces |
Laboratoire Haute Pression |
Laboratoire Biologie |
Laboratoire Chimie |
Méthode d'analyse | Instruments | Détecteurs | Mécanique | Thermique | Simulation Numérique |
| Préparation | Setup Experimental | Design | |||||||
| EXPERIENCE | |||||||||
| Traitement des données |
Contrôle Acquisition |
Lumière | |||||||
| Informatique scientifique |
Big Data | Logiciel | Electronique | Machine | Vide | Alignement | Diagnostics | Optiques | |
Sample Environments
Dedicated sample environments have been developed to provide scientific communities with optimized experimental conditions. For soft-condensed matter and material science, a number of devices are available. For structural biology, a completely automated BioSAXS system is routinely used including either online purification or direct injection, connected to a quartz capillary cell placed within a vacuum chamber. In addition, don’t hesitate to ask for help in the optimization of your own sample environment.
All sample environments, except the rheometer, are preceded with an On-Axis-Visualization (OAV), for direct visualization of the sample.
Here are presented most of the devices proposed on the beamline.
L'équipe de Nanoscopium est content de vous informer, que pendant le commissioning de station temporaire-CX2 du 31 May-8 Juin, nous avons réussie d’obtenir 35 nm résolution spatiale par le méthode de ptychography utilisant une set-up de « dernière minute» mis en place par l’équipe de la ligne.
Vous trouvez ci-dessous le phase reconstruite au milieu de l’échantillon « Siemens Star » et quelques détails supplémentaires dans le document ci-joint.
Ces résultats de « proof-of-principle » démontre, que quelques dizaines de nm résolutions spatiales peuvent être obtenues sur la ligne, comme s’était prévue dans son APS.
L’équipe de la ligne continuera d’améliorer et stabiliser le technique de ptychographie, pour qu’il puisse être offert aux utilisateurs standards quand le set-up nanoprobe final sera installé sur la ligne.
work in progress
work in progress
en cours...
en cours...
Specific Setups
Microfocus and On-the-fly Raster Scan
Microfocus and On-the-fly Raster Scan can either be used as a combination or independently.
work in progress
We do in house research
Le Groupe de Réduction et d'Analyse des Données (GRADES) fournit des logiciels, des méthodologies et des ressources informatiques pour :
• aider à préparer des projets expérimentaux ;
• apporter un large éventail de logiciels et de méthodologies pendant le temps de faisceau expérimental ;
• fournir un accès aux logiciels et aux ressources informatiques pour traiter les données acquises.
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