D’un intérêt primordial pour comprendre la nature des interactions mises en jeu avec l’environnement à la surface des matériaux (corrosion, usure, frottement, adhésion, contamination, …), la caractérisation des surfaces fait appel à un ensemble de techniques permettant d’analyser la composition chimique de la structure et d’observer la morphologie de tous types surfaces.
Basées sur un principe général qui consiste d’une part à envoyer une sonde (excitation) sur un échantillon afin de créer une interaction sonde-échantillon et d’autre part à analyser la réponse que l’on obtient, les techniques d’analyse de surface présentent des particularités propres. La Microscopie Electronique à Balayage couplée à une microsonde (MEB-EDX) qui consiste à bombarder la surface d’un échantillon avec des électrons et à analyser les électrons et les photons X résultant de l’interaction permet par exemple d’observer la morphologie de la surface d’un échantillon et de réaliser des analyses chimiques jusqu’à une profondeur de quelques micromètres avec une limite de quantification de l’ordre de 0,5 % massique. La Spectroscopie de Photoélectrons X (XPS) qui consiste à bombarder la surface d’un échantillon avec des photons X et à analyser les électrons émis permet quant à elle de déterminer la composition chimique sur une profondeur d’environ 10 nanomètres avec une sensibilité d’environ 0,1 % massique et d’identifier le degré d’oxydation des éléments en présence et donc leurs environnements chimiques. Si ces deux premiers outils de caractérisation de surface appartiennent aux techniques électroniques, la Spectrométrie de Masse d’Ions Secondaires (SIMS) appartient aux techniques ioniques. Elle consiste à bombarder la surface d’un échantillon avec un faisceau d’ions primaires qui pulvérisent la matière en produisant des ions secondaires dont les masses sont déterminées. Permettant de déterminer la composition chimique sur une profondeur d’environ 1 nanomètre, la méthode SIMS est de loin la plus sensible avec une limite de quantification de l’ordre du ppm. En mode dynamique (DSIMS), elle permet également de réaliser avec précision des profils élémentaires de la surface d’un matériau jusqu’à son cœur. Présentant une expérience significative dans la réalisation d’études nécessitant la mise en œuvre de ces techniques (également SDL, GD-OES, GD-MS, AES), FILAB vous accompagne dans le cadre de vos besoins de caractérisation des surfaces.
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