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Plateforme MOSAIC : des faisceaux d'ions pour la recherche pluridisciplinaire
Plateforme technologique
MOSAIC est une plateforme de recherche interdisciplinaire ouverte à de nombreuses disciplines scientifiques : science des matériaux, astrochimie, astrophysique, physique nucléaire, géologie, biologie, environnement, … Les applications couvrent des domaines aussi variés que : les énergies nucléaire (fusion/fission) et solaire, la micro- et nano-électronique, la production d’isotopes pour le médical, les accélérateurs, les détecteurs, et divers domaines de la biologie.
La plateforme se compose de différents équipements d’irradiation/implantation ionique (accélérateur ARAMIS, accélérateur Andromède, implanteur IRMA, séparateur d’isotopes SIDONIE, Tancrède, ...) et d’analyses structurale et chimique (RBS, ERDA, PIXE, PIGE, MSI, et MET, MEB, AFM). Le hall expérimental rassemblant l’implanteur IRMA, l’accélérateur ARAMIS, et les différentes lignes de faisceau associées est connu sous le nom de JANNuS-Orsay.
Le couplage du Microscope Electronique en Transmission (MET) avec ARAMIS et IRMA est unique au monde de par la diversité des éléments et énergies qu’il permet d’accélérer in situ dans le microscope. Ce dispositif permet de caractériser in situ à l’échelle nanométrique l’évolution des modifications structurales et chimiques de matériaux soumis à un ou deux faisceaux d’ions.
L’imagerie par spectrométrie de masse (MSI) permet d’étudier différents types d’échantillons dans des domaines très variés, en science des matériaux, astrochimie (caractérisation moléculaire chimique), en biologie (recherche de molécules d’intérêt dans différentes matrices minérales et organiques). L’utilisation de nanoparticules de haute énergie comme projectiles pour sonder les surfaces est unique au niveau national et international.
La plateforme MOSAIC, et en particulier le hall expérimental JANNuS-Orsay, est liée depuis 2005 à la plateforme JANNuS-Saclay du CEA, via le Groupement d’Intérêt Scientifique (GIS) JANNuS. Ces deux plateformes sont membres fondateurs de la fédération d’accélérateurs EMIR&A qui est inscrite sur la feuille de route nationale des infrastructures de recherche.
MOSAIC est née en 2023 du regroupement des plateformes Andromède et JANNuS-SCALP d’IJCLab.
Thématiques d'innovation
Laboratoire de rattachement
IJCLab, MOSAIC, Batiments 108 et 201
Campus de la vallée d'Orsay
91405 ORSAY
IJCLab, Batiment 108, Campus de la vallée d'Orsay
91405 Orsay Cedex
Spécificités
MOSAIC est une plateforme de recherche interdisciplinaire qui se compose de différents équipements d’irradiation/implantation ionique (accélérateur ARAMIS, accélérateur Andromède, implanteur IRMA, séparateur d’isotopes SIDONIE, Tancrède) et d’analyses structurale et chimique (RBS, ERDA, PIXE, PIGE, MSI, et MET, MEB, AFM), dont certaines peuvent être mises en œuvre in situ, une des spécifictités de la plateforme. Une autre spécificité est possibilité de réaliser des couches minces istopiquement pures.Technologies utilisées
- irradiation et implantation ionique de matériaux (50 eV-32 MeV, plus de 65 éléments disponibles) - techniques d'analyse par faisceaux d'ions (RBS, RBS-C, ERDA, PIXE, µPIXE, PIGE) - Spectrométrie de masse (MSI) ToF-SIMS avec des nanoparticules d'énergie de l'ordre du MeV - Microscopie Electronique en Transmission (MET), in situ avec simple/double faisceau d'ions - séparateur électromagnétique d'isotopes de haute pureté - Sources d'ionsMots clés
- irradiation
- implantation
- analyse par faisceaux d'ions (RBS
- RBS-C
- ERDA
- PIXE
- µPIXE
- PIGE)
- micro-faisceau
- JANNuS-Orsay
- MET
- TEM
- séparateur isotopique
- cibles
- matériau
- échantillons biologiques
- spectrométrie de masse
- MSI
- analyse de surface
- analyse élémentaire
- réactions nucléaires
- synthèse
- SEM
- MEB
- AFM
Equipements spécifiques
| Nom | Modèle | Marque |
|---|---|---|
| Spectromètre de Masse EVE pour imagerie ionique sub-micrométrique | TripleTOF 4600/ | AB Sciex |
| ARAMIS, Tandem/Van de Graaff 2MV | Home-made | |
| IRMA, Implanteur d'ions 190 kV | Home-made | |
| Porte-échantillons | -170°C à 1000°C/ | Home-made |
| SIDONIE, séparateur électromagnétique 50kV | home-made | |
| ARAMIS Van de Graaff / Tandem 2 MV | Home-made | |
| IRMA Implanteur d'ions 190 kV | Source Bernas-Nier/ | Home-made |
| Microscope Electronique en Transmission (MET), équipé GIF, EELS, STEM, HAADF, EDX | Far-IR Infrared Microscope Nicplan ? spectromètre IS50/ | ThermoFisher Scientific |
| Un accélérateur Pelletron | nouvelle génération avec des électrons de forte énergie (150 keV ? 2.5 MeV) et à fort courant (150 nA ? 200 µA)/ | fabriqué par la société NEC |
Lien vers les équipements
Offres de prestations
Offres de formations
Etablissements de rattachement
Département(s) de recherche
- P2I (Physique des deux infinis)
- PHOM (Physique des ondes et de la matière)
Labellisations
- Plateforme IN2P3