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PLÉIADES

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Polarized Light source for Electron and Ion Analysis from Diluted Excited Species : PLEIADES

Des X-mous à ultra haute résolution pour des études spectroscopiques en phase diluée

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.

faisceau PLEIADESDans 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).

L'équipe

BOZEK
BOZEK John
Responsable Ligne De Lumière
HOSSEINI
MILOSAVLJEVIC
MILOSAVLJEVIC Aleksandar
Scientifique de Ligne De Lumière
NICOLAS
NICOLAS Christophe
Scientifique de Ligne De Lumière
OLIVIERI
OLIVIERI Giorgia
Post-Doctorant
ROBERT
ROBERT Emmanuel
Assistant Ingénieur de Ligne De Lumière

Offres d'emploi & de stage

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Résumé du sujet de thèse dans le cadre du projet ANR HighEneCh :

Le but de cette thèse est de mieux comprendre l’impact physicochimique des ionisations en couche interne sur les molécules d’intérêt biologique en solution. Ces évènements extrêmes, injectant des centaines d’électrons volt sur des échelles atomiques, pourraient en effet jouer un rôle majeur en radiobiologie.

Cette thèse sera conduite dans le cadre d’une collaboration entre le CEA Saclay et le synchrotron SOLEIL et L’Université Pierre et Marie Curie. Elle abordera d'une part des dévelopements spectroscopiques pour suivre la créations d’espèces radicalaires et des changements structuraux dans les biomolécules ionisées et d'autre part la mise en place d’expériences d’irradiations avec des rayonnements X-mous sur les lignes de lumières METROLOGIES et PLEIADES du Synchrotron SOLEIL. Un volet simulation par dynamique moléculaire ab-initio pourra de plus être développé en collaboration avec l’Université Pierre et Marie Curie. Cette thèse est co-financée par le Synchrotron SOLEIL et L’Agence National de la Recherche, dans le cadre du projet ANR-17-CE30-0017-HighEnech.

Pour plus d'informations contatctez Christophe Nicolas et téléchargez le sujet complet dans la rubrique documents à télécharger.

 

Résumé du sujet de thèse SOLVATAXION dans le cadre d'une collaboration Synchrotron SOLEIL et GANIL (Caen):

Le but de cette thèse est de comprendre à l’échelle moléculaire le rôle de l’environnement dans l’endommagement induit par les radiations dans des systèmes moléculaires d’intérêt biologique.

L’originalité du travail proposé repose sur la complémentarité des études à mener :

  • l’utilisation de sources d’excitation/ionisation complémentaires que sont les photons X et les ions permettant d’étudier la dynamique de fragmentation sur un large domaine d’excitation donnant une cartographie assez complète des processus de relaxation ;
  • l’étude par différentes spectroscopies (photoélectrons XPS, absorption NEXAFS) permettant d’obtenir une information sur la structure du système étudié.

Ce travail est une collaboration entre le Synchrotron SOLEIL et le laboratoire CIMAP situé à Caen et bénéficie ainsi des compétences et savoir-faire des deux équipes. En plus de l’utilisation des instruments déjà existants dans les deux laboratoires, le candidat participera au développement de nouvelles sources de systèmes microsolvatés plus performantes.

Ce projet de thèse sera co-encadré par Aleksandar Milosavljevic (Synchrotron SOLEIL) et Patrick Rousseau (CIMAP) et sera conduit dans l’environnement motivant et exigeant des grands instruments de recherche (SOLEIL, GANIL). Il sera cofinancé par Synchrotron SOLEIL et la Région Normandie. Il s’inscrit dans le cadre des activités d’un laboratoire international associé (LIA DYNAMO, CIMAP/Université de Stockholm/Université Autonome de Madrid) et d’un programme international de collaboration scientifique (PICS BIFACE, CIMAP et CNR-ISM à Rome), deux projets financés par le CNRS.

Pour plus d'informations contatctez Aleksandar Milosavljevic et téléchargez le sujet complet dans la rubrique documents à télécharger.

Données techniques

Domaine d'énergie

10 eV - 1000 eV

Pouvoir résolvant

15000 (10 eV - 40 eV), 20000 - 100000 (35 eV - 1000 eV)

Source

Onduleurs HU256 (période: 256 mm) électromagnétique et HU80 (période: 80 mm) à aimants permanents (de type Apple II)

Flux sur première optique

Environ 1.2·10+15 Photons/s/0.1% BP à 100 eV

Monochromateur

PGM sans fente d'entrée utilisant des réseaux plans à espacement de traits variable (VLS) et profondeur de traits variable (VGD)

Environnement échantillon

Cellule à gaz pour spectromètre d'électrons à haute résolution
Cellule d'absorption pour échantillons gazeux
Mesure en continu du flux de photons (I0)
Source d'ions ECR
Jets de gaz effusifs pour montage EPICEA et spectromètre d'électrons

Taille de faisceau sur échantillon

50(H)x30(V) μm2 sur branche N°2 ; 180(H)x100(V) μm2 minimum sur branche N°3 

Divergence (max) sur l'échantillon

9 mrad (H) - 4 mrad (V) sur branche N°2; 2 mrad (H) - 0.6 mrad (V) sur branche N°3

Flux sur l'échantillon

Environ 1·10+13 Photons/s/0.1% BP

Detecteurs

Spectromètre d'électrons haute résolution, spectromètre d'électrons haute luminosité "Double Torique", montage de coïncidences électron - ion (EPICEA) avec détecteurs sensibles en position

Polarisation faisceau

10 - 200 eV (linéaire H, V, circulaire); 35 - 1000 eV (linéaire H, V, tournante, elliptique)

Thématiques scientifiques

Dynamique de relaxation de molécules et d'agrégats excités en couche interne
  • Compétition entre mouvement nucléaire et relaxation électronique dans les espèces excitées en couche interne sondée par spectroscopie Auger - Raman résonant (sub durée de vie) et des mesures de coïncidence entre des électrons Auger et des ions résolus en énergie et angulairement
  • Processus de dissociation ultrarapide (fs) de molécules et d'agrégats excités en couche interne
  • Rôle de l'excitation/ionisation en couche interne dans les processus de dégradation de la matière biologique sous irradiation: dynamique de fragmentation de molécules biomimétiques
  • Spectroscopie de fluorescence dispersée d'espèces excitées en couche interne 
Corrélations vectorielles
et distributions angulaires suivant la photoionisation en couche de valence 
et en couche interne
  • Distributions angulaires d'électrons Auger de molécules "fixes dans l'espace"
  • Effets non dipolaires dans la région proche des seuils d'ionisation en couche interne
  • Étude structurale d'agrégats Van der Waals via les effets d'interférence dans les distributions angulaires d'électrons Auger
  • Photoionisation dissociative de molécules simples ionisées en couche K sondée par la méthode des corrélations vectorielles
  • Dichroïsme circulaire dans les distributions angulaires de photoélectrons issus de molécules chirales ionisées en couche interne 
Étude de la photoionisation multiple d'atomes et de molécules
  • Imagerie d'impulsion d'atomes et de molécules diatomiques
  • Études spectroscopiques des processus multiélectroniques, corrélations électroniques
  • La technique des triples coïncidences par imagerie d'ions - sonde de la conformation moléculaire 
Photoionisation d'ions
  • Photoionisation d'ions atomiques et moléculaires simplement ou multiplement chargés
  • Relaxation par auto détachement d'ions négatifs
Expériences combinant lasers et rayonnement synchrotron
  • Étude de la photoionisation d'états atomiques et moléculaires excités à l'aide d'expériences pompe - sonde
  • Étude des processus de photodissociation de molécules excitées en couche interne à l'aide d'expériences de type pompe - sonde
Photochimie
  • Photochimie sélective de molécules ionisées en couche interne
  • Réactions d'ions doublement chargés avec des molécules
  • Spectroscopies en couche interne d'agrégats mixtes SiC sélectionnés en masse (XAS, XPS, RAS, spectrométrie de masse)
  • Réactivité chimique au sein d'agrégats Van der Waals mixtes  sondée par spectroscopies électroniques et ioniques