Post on 04-Apr-2015
James BadroLaboratoire de Minéralogie-Cristallographie de
Paris, CNRS
Rayonnement Synchrotronsous Conditions Extrêmes
Sondes Expérimentales
Rayons X
Rayons XIR Visible
Quelques Synchrotrons
Le rayonnement synchrotron
Les applications
Diffraction – Structure
Spectroscopie X
Imagerie – Microscopie
Résolution temporelle – Cinétique
Spectroscopie d’absorption de rayons X
Spectroscopie d’émission de rayons X
Diffusion inélastique résonnante de rayons X
Diffusion inélastique de rayons X
Spectroscopie par résonance nucléaire
Diffusion inélastique par résonance nucléaire
Quelques techniques…
Processus d’émission K dans le fer
état finalfluorescence K
h'
absorption K
1s
3d
3p
h
Spectre d’émission K de Fe2+
haut-spin
S=2, L=2, J=4
bas-spin
S=0, L=6, J=6
Spectromètre de Rowland
Rayons X
DetecteurCellule
Analyseur
Magnetisme dans FeO à 143 GPa
Badro et al., Phys. Rev. Lett. 83:4101 (1999)
Transition électronique dans FeO
Struzhkin et al., (2000)
Diagramme de phase magnétique de FeOT
em
per
atu
re (
K)
200
400
600
0
Pression (GPa)20 40 60 80 100 120 1400 160
TN
max
anti-ferromagnetique
paramagnetique
métalmagnétique ?
Badro et al., Phys. Rev. Lett. 83:4101 (1999)
Spectroscopie d’absorption de rayons X
Spectroscopie d’émission de rayons X
Diffusion inélastique résonnante de rayons X
Diffusion inélastique de rayons X
Spectroscopie par résonance nucléaire
Diffusion Inélastique par résonance nucléaire
Quelques techniques…
E, k E', k'
q=k-k'El=E-E'
Principe de la diffusion inélastique
Analyseur
Rayons X
Detecteur
Cellule
Spectromètere de Rowland
Kao et al., (1995)
Diffusion résonnante dans NiO
elastic
charge transfer
valence band
crossover
K
2=25°
Spectre résonnant en perte d’énergie dans NiO
Shukla et al., (2001)
RIXS dans NiO au mégabar
Shukla et al., (2001)
Spectroscopie d’absorption de rayons X
Spectroscopie d’émission de rayons X
Diffusion inélastique résonnante de rayons X
Diffusion inélastique de rayons X
Spectroscopie par résonance nucléaire
Diffusion Inélastique par résonance nucléaire
Quelques techniques…
Inelastic X-ray Scattering Beam-line ID28
StorageRing
u32 u35m u35u
Pre-monochromatorSi(k,k,k)
(, E)
DetPmoni
Fluorescent screen
Mirror
Main-monochromator
Huber slits DetIzero
DetIone
SampleDetectorpinhole
Sample slits
Detector S(Q,)Detector S(Q)
Analyzer
White Beam
wheel
Ione slits
Analyzer slits
Primaryslits
Secondaryslits Undulators
Ligne de lumière de diffusion inélastique ID28
Diffusion par une feuille de fer dans le vide
P= 0 – 7 – 19 – 28 – 45 – 55 – 64 – 110 GPa
Diffusion par le fer dans une CED
P=28 GPa
Fiquet et al., Science 298:468 (2001)
Vitesses du son dans le fer au delà du mégabar
Deux techniques directes:• diffusion inélastique• ondes de choc
Fiquet et al., Science 298:468 (2001)
Conclusions
les techniques de spectroscopie X sont disponibles
structure et dynamique, magnétisme et élasticité
des phonons et plasmons aux excitons et structures de bande
La plupart des techniques X sont accessiblespour des mesures dans les conditions extrèmes
Le futur des études basées sur les rayons X :révolution ou évolution ?
sources de 4ème génération (lasers X)
sources de 3,5ème génération (ERL)
sources de 3,25ème génération (sources de 3ème génération avec lignes de 4ème génération)
Plus de photons !Plus gros échantillons !
Lasers XLinacs à récupération d’énergie
Remerciements
CollaborateursGuillaume FiquetChristophe BellinFrançois GuyotAbhay ShuklaFlorent Occelli
Viktor StruzhkinHo-kwang Mao
Alexander Goncharov
APS/NSLSChi-chang KaoGuoyin ShenNancy Lazarz
Peter EngSteve SuttonMark Rivers
ESRFMichael KrischAlain Mermet
Matteo D’AstutoHerwig Requardt
Abhay ShuklaJean-Pascal Rueff
Bryan DoyleMohamed Mezouar
Tristan Le BihanMichael Hanfland