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NANOSCOPIUM

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La ligne de lumière Nanoscopium, innovante et unique, est dédiée à l’imagerie X multimodale et multi-échelle (35 nm à 1 µm) par balayage rapide. Elle offre la possibilité d’avoir simultanément et dans les mêmes conditions expérimentales, à la fois des informations quantitatives 2D & 3D (tomographie) sur la composition élémentaire, les spéciations chimiques et la morphologie de l’échantillon étudié.

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).

Possibilité d’imagerie mutli-echelle

Les résultats montrés ci-dessous sont publiés dans :"Proceedings of SPIE, X-Ray Nanoimaging: Instruments and Methods III",  N° 10389-41


Contacts

Andrea Somogyi

proposals, scientific & methodoligical questions

Bureau: 01 69 35 96 46 , Portable: 06 45 47 85 59

andrea.somogyi@synchrotron-soleil.fr

Kadda Medjoubi

proposals, scientific & methodoligical questions

Bureau: 01 69 35 96 64

kadda.medjoubi@synchrotron-soleil.fr

Gil Baranton

technical affairs

Bureau: 01 69 35 81 77

gil.baranton@synchrotron-soleil.fr

L'équipe

BARANTON
BARANTON Gil
Assistant Ingénieur de Ligne De Lumière
MEDJOUBI
MEDJOUBI Kadda
Scientifique de Ligne De Lumière
SAMAMA
SAMAMA Jean-Pierre
Emérite
SANCHO-TOMAS
SANCHO-TOMAS Maria
Collaborateur Associé
SOMOGYI
SOMOGYI Andrea
Responsable Ligne De Lumière

Données techniques

Domaine d’énergie

5 KeV à 20 KeV

Résolution en énergie

ΔE/E = 10-4 (Si 111) 

Source

Cryo-U18 undulator

Flux @ premier élément optique

Faisceau blanc 

Optique de nano_focalisation:

Optique d’entrée : Miroirs (focalisation verticale et horizontale) pour pré-focalisation et réjection des harmoniques (revêtement Si et Rh).

Monochromateurs: Si(111) Double Cristal Monochromator
Optique de focalisation : 

Techniques expérimentales

Imagerie X 2D & 3D (tomographie) multi-technique et multi-échelle par balayage rapide :

Techniques :

  • Spectrométrie par fluorescence X
  • Spectrométrie d’absorption par rayons X (XANES)

  • Imagerie par contraste d'absorption, de phase et de diffusé (dark field)
  • Imagerie par diffraction cohérente (Ptychographie)

Acquisitions:

  • 2D multi-échelle
  • 3D par tomographie
  • Balayage rapide et continue (mode FLYSCAN, architecture multi-détecteurs) de l’échantillon (ms dwell time)
  • Architecture réseau 10 Gbits adaptée au déluge de données produit par l’ensemble des détecteurs (1 TOctets par jour)
Environnement échantillon

Deux stations expérimentales, CX2 et CX3, en exploitation : 

CX2: 

  • Focalisation faisceau X par optique type FZP
  • Technique d’imagerie multimodal rapide à très haute résolution (35 nm par Ptychographie)

CX3: 

  • Focalisation faisceau X par optique type KB
  • Technique d’imagerie multimodale rapide à haute résolution (70 nm) et à haut flux  ayant une extrême sensibilité et possédant, dans le même temps, une très grande résolution pour la caractérisation chimique
Résolution spatiale au niveau de l’échantillon

Station CX2 : ~100 x 100 nm2 to 1 x 1 µm2 en mode FLYSCAN, ~35 x 35 nm2 par Ptychographie

Station CX3 : ~70 x 70 nm2 to 1 x 1 µm2 en mode FLYSCAN et mode pas à pas

Flux sur l’échantillon

Station CX2 : 108-9 ph/s à 15 keV

Station CX3 : 1.4x1010 ph/s à 15 keV

Détecteurs

Détecteur mono-élément Silicon Drift Detector (Ketek)

Détecteur multi-éléments XRF (4 Silicon Drift Detector) (RaySpec)

Analyseurs multicanaux numérique rapide :

  • 4 voies FALCON (Xia, inc)

Détecteurs pixels EIGER 500K (PSI)

Détecteur pixels JUNGFRAU 500k (PSI)

2 Caméra X à conversion indirect :

  • Scintillateurs + optique grandissement (G2, G5, G10) sCMOS ORCA FLASH
  • Scintillateur + optique grandissement (G4) sCMOS PCO.Edge

 

Thématiques scientifiques

Earth Sciences & Geobiology Biocalcification, micro-fossils, paleo-geochemistry, microorganisms in rocks and soils 
Environmental 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,

Modalités d’imagerie proposées en 2D/3D

Fluorescence X composition élémentaire (identification/quantification de tous les éléments entre le soufre et l'uranium)
Spectroscopie d’absorption  spéciations chimiques

Contraste d’absorption, de phase,

et de diffusé (dark field)

morphologie (densité électronique)

Ptychography

(imagerie par diffraction coherent)

morphologie à haute résolution spatiale (~35 nm)