Analyse de surface par spectroscopie de photoElectrons XPS

Jean Chambaz, président de l’université Pierre et Marie Curie, Isabelle This-Saint-Jean, vice-présidente du conseil Régional d'Île-de-France, et Florence Babonneau, directrice de l'Institut des matériaux de Paris-Centre (IMPC) inaugurent, le 23 avril 2013, un nouveau spectromètre de photoélectrons (XPS) au laboratoire de Réactivité de Surface (LRS, UPMC/CNRS) situé actuellement à Ivry-sur-Seine.

Le spectromètre de photoélectrons (XPS) constitue le coeur de la plate-forme d'analyse de surface de l'IMPC, ouverte en priorité aux chercheurs de l'UPMC mais aussi à des utilisateurs extérieurs. Il a été acquis grâce au soutien de la région Île-de-France (DIM C'Nano), de l'université Pierre et Marie Curie et de l'Institut des matériaux de Paris-Centre.

La spectroscopie de photoélectrons XPS (X-ray photoelectron spectroscopy)

La spectroscopie de photoélectrons XPS consiste en l’analyse de l’énergie cinétique des électrons issus de l’ionisation des éléments d’un solide irradié par un faisceau monochromatique de rayons X.

Cette technique donne un accès direct à la composition chimique des couches superficielles d’un matériau, ainsi qu’à la structure électronique des éléments présents. Elle renseigne principalement sur les proportions relatives des éléments présents dans les premières couches atomiques et sur leur état d’oxydation.

Au laboratoire de Réactivité de Surface, l’XPS couplée à d’autres techniques de surface telles que la diffraction d’électrons lents (LEED), la spectroscopie Auger (AES) et la spectroscopie IR en réflexion spéculaire (IRRAS) est mise en œuvre pour des études en science des surfaces. Elle est également largement utilisée pour la caractérisation des couches auto assemblées, des interfaces biologiques et des matériaux catalytiques.

Il existe deux spectromètres XPS au LRS :

Le premier, couplé à d’autres techniques de surface telles que la diffraction d’électrons lents (LEED), la spectroscopie Auger (AES) et la spectroscopie IR de surface (IRRAS) est utilisé pour des expériences de type science des surfaces.

Le second, semi automatisé, est dédié à des analyses de « routine », et surtout plus rapides, pour la caractérisation de tout type de matériaux préparés, le cas échéant, dans d’autres laboratoires ou issus de fabrications au niveau industriel (pour un contrôle qualité par ex.). Une boîte à gant connectée à la chambre d’entrée rapide permet d’introduire les échantillons dans des conditions parfaitement propres.