James Badro Laboratoire de Minéralogie-Cristallographie de Paris, CNRS Rayonnement Synchrotron sous...
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James BadroLaboratoire de Minéralogie-Cristallographie de
Paris, CNRS
Rayonnement Synchrotronsous Conditions Extrêmes
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Sondes Expérimentales
Rayons X
Rayons XIR Visible
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Quelques Synchrotrons
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Le rayonnement synchrotron
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Les applications
Diffraction – Structure
Spectroscopie X
Imagerie – Microscopie
Résolution temporelle – Cinétique
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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…
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Processus d’émission K dans le fer
état finalfluorescence K
h'
absorption K
1s
3d
3p
h
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Spectre d’émission K de Fe2+
haut-spin
S=2, L=2, J=4
bas-spin
S=0, L=6, J=6
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Spectromètre de Rowland
Rayons X
DetecteurCellule
Analyseur
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Magnetisme dans FeO à 143 GPa
Badro et al., Phys. Rev. Lett. 83:4101 (1999)
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Transition électronique dans FeO
Struzhkin et al., (2000)
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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)
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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…
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E, k E', k'
q=k-k'El=E-E'
Principe de la diffusion inélastique
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Analyseur
Rayons X
Detecteur
Cellule
Spectromètere de Rowland
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Kao et al., (1995)
Diffusion résonnante dans NiO
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elastic
charge transfer
valence band
crossover
K
2=25°
Spectre résonnant en perte d’énergie dans NiO
Shukla et al., (2001)
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RIXS dans NiO au mégabar
Shukla et al., (2001)
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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…
![Page 20: James Badro Laboratoire de Minéralogie-Cristallographie de Paris, CNRS Rayonnement Synchrotron sous Conditions Extrêmes.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062512/551d9dc0497959293b8e0ca4/html5/thumbnails/20.jpg)
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
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Diffusion par une feuille de fer dans le vide
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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)
![Page 23: James Badro Laboratoire de Minéralogie-Cristallographie de Paris, CNRS Rayonnement Synchrotron sous Conditions Extrêmes.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062512/551d9dc0497959293b8e0ca4/html5/thumbnails/23.jpg)
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)
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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
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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 !
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Lasers XLinacs à récupération d’énergie
![Page 27: James Badro Laboratoire de Minéralogie-Cristallographie de Paris, CNRS Rayonnement Synchrotron sous Conditions Extrêmes.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062512/551d9dc0497959293b8e0ca4/html5/thumbnails/27.jpg)
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