Structures d'Objets Nanométriques par Diffraction Electronique – SONDE

La microscopie électronique en transmission (MET) présente, par son caractère multi-échelle et multifonction, une aptitude unique à l'étude d'objets complexes et/ou de taille nanométrique. La forte interaction électrons-matière, imposant de prendre en compte la théorie dynamique, a longtemps limité la résolution d'une structure sur de simples informations de diffraction des électrons. Les théoriciens ne cessent de pousser ces limites mais les méthodes de travail permettant de telles résolutions demandent souvent des appareillages et un environnement de techniciens et théoriciens spécifiques. L'approche des laboratoires de Chimie est différente : il s'agit de résoudre des problèmes variés pour déterminer des structures originales et comprendre leurs relations avec les propriétés de leurs matériaux. Récemment, un système de précession des électrons associé à un système d'acquisition des intensités a été développé (NanoMEGAS). Il permet de traiter l'ensemble des données par des méthodes cristallographiques classiques. Ces équipements très innovants rendent plus accessibles ces outils et les chimistes se doivent de participer à ce qui peut être considéré comme un réel tournant en sciences des matériaux. Le but des partenaires de ce projet est de travailler sur l'étude structurale à l'échelle nanométrique par diffraction des électrons en utilisant cette nouvelle technologie. Ce nouveau système très prometteur n'a pas encore dévoilé toutes ses possibilités ni ses limites; c'est pour ces raisons que le projet s'articulera autour de deux axes : 1) mettre au point une méthodologie pour définir : les stratégies optimales de collecte des données, le meilleur détecteur à utiliser pour résoudre un problème précis, les traitements à appliquer a posteriori pour améliorer ces données, les critères de qualité pour la détermination d'une structure et pour l'affinement en prenant en compte ces limites. 2) traiter des problèmes spécifiques de la recherche de nouveaux matériaux: Ø Détermination de structures originales dans des matériaux massifs et l'étude d'oxydes complexes par : -la détermination ab initio de la structure d'objets de taille nanométrique -la compréhension des mécanismes de non stoechiométrie pour optimiser la stratégie de synthèse -l'approche des phénomènes d'ordre à courte distance, de modulation et de diffusion diffuse -l'étude des mécanismes de transitions et de ségrégation de phases. Ø Caractérisation structurale de films minces. Un de nos objectifs est orienté vers la caractérisation de matériaux métastables, inconnus sous forme massive, et la compréhension de l'architecture complexe des hétero-structures. Dans ce projet, différentes équipes complémentaires et interdisciplinaires se proposent de coopérer pour appliquer ce type d'étude d'objets nanométriques. Le Laboratoire CRISMAT possède les équipements et les personnels qualifiés pour développer cette technique dans le domaine de la synthèse et de la caractérisation par diffraction de rayons X et MET et leurs caractérisations physique et chimique. Concrètement, trois équipes thématiques du CRISMAT se sont associées pour ce projet : microscopistes, cristallographes et chimistes/physiciens du solide. Les chercheurs de l'équipe de Chimie du Solide de l'UCCS de Lille ont la même volonté de participer à cette évolution de la cristallographie des électrons. A ce projet est associé le cristallographe concepteur du système de précession NanoMEGAS qui se propose de nous aider dans la résolution de problématiques que rencontreront les autres partenaires. Ce projet va établir des interactions fortes entre des chercheurs ayant des compétences dans des disciplines complémentaires, d'établir une synergie par des échanges fréquents et des relations directes entre expérimentateurs et concepteurs pour résoudre des problèmes de chimie du solide. Un des enjeux de ce projet est le développement d'une approche fiable permettant l'analyse structurale d'un faible volume de matière, de so