Laboratoire d'analyse de surface (LAS)

ESCA/XPS, AES, ISS, SIMS, AFM
ESCA/XPS, AES, ISS, SIMS

Le laboratoire d'analyse de surface (LAS) réalise des analyses de la composition élémentaire et chimique des matériaux sur une profondeur de quelques nanomètres au maximum. Les techniques sont disponibles dans deux installations distinctes, dont une de dernière génération.
Dans l'installation de conception récente (KRATOS Axis-Ultra), on dispose des techniques suivantes :

• ESCA/XPS (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis/X-ray Photoelectron spectroscopy), avec une source de rayons-X Mg-Al non monochromatique et une source de rayons-X monochromatique Al Ka, avec un canon de neutralisation pour l'analyse des échantillons électriquement isolants;
  
• AES (Auger Electron Spectroscopy) avec un canon de résolution nominale 100 nanomètres ;
• ISS (Ion Scattering Spectroscopy) ;
• Décapage rapide par canon à ions à faisceau large, situé dans la chambre de préparation ;
• Décapage par canon à ions à faisceau étroit pour les profils en profondeurs en AES et XPS, et pour l'ISS.
  

Dans la deuxième installation (VG Scientific), sont disponibles les techniques suivantes :

• ESCA/XPS avec une source Al-Mg non monochromatique;
• AES;
• ISS;
• SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry) avec analyseur quadripolaire, source gallium et source argon;
• Décapage rapide par canon à ions à faisceau large, situé dans la chambre de préparation;
• Décapage par canon à ions à faisceau étroit pour les profils en profondeurs en AES, et pour l'ISS.

La ou les techniques utilisées pour un problème donné sont choisies en fonction du type d'information souhaitée (qualitative, quantitative, chimique), de la nature des matériaux (isolant ou conducteur électrique), de la résolution en profondeur souhaitée (1 couche atomique ou plusieurs), de la résolution latérale nécessaire (micromètre ou millimètre), de la morphologie de la surface (rugueuse ou plane) et de la sensibilité souhaitée (quelques ppm ou quelques %). Il est possible de réaliser des profils d'abondance élémentaire en fonction de la profondeur sur des distances de quelques dizaines à quelques centaines de nanomètres dans certains cas. Il est également possible de traiter des échantillons à haute température (500 oC/800 oC) ou à haute pression (plusieurs atmosphères) dans un réacteur approprié, sur chaque installation. Les systèmes sont équipés d'un sas pour introduction rapide des échantillons, sans dégradation du vide dans les chambres d'analyse. Divers accessoires peuvent être installés sur les chambres de préparation (évaporateurs, fractureur sous vide). Les pressions de base dans les instruments sont de l'ordre de 2 à 5 x 10 -11 mbar pour l'un et de l'ordre de 4-5 x 10-10 mbar pour l'autre, ce qui permet la réalisation d'études fondamentales en science des surfaces. Par ailleurs, le laboratoire possède une vaste expérience dans l'analyse de matériaux d'importance industrielle et technologique : catalyseurs, matériaux mésoporeux, bois, papier, polymères, fibres, aérosols, couches passives, alliages métalliques, semi-conducteurs, nanomatériaux....

AFM

Le LAS s'est également doté récemment d'un troisième instrument, un AFM/STM CPII de Veeco, fonctionnant dans l'air, avec modes contact, non contact, contact intermittent, image topographique, image de force latérale, image de phase, contraste magnétique, contraste électrostatique, et mode STM; une option permet l'imagerie en phase liquide en AFM. Deux platines de balayage sont disponibles : 100um x 100um (7,5um en Z) et 5um x 5um (1,5um en Z).

MISSION

En plus de sa mission de support à la recherche universitaire locale, le LAS a également pour mandat la réalisation d'analyses pour les laboratoires extérieurs et les industries. Parmi nos clients extérieurs on compte, entre autres, Photintech, Cancarb (Alberta), Dalsa Semiconducteur, Forintek Canada, Acton International, Reycan, Université McGill, IRSST, Corporation Scientifique Claisse, Center for Catalysis Research and Innovation (Université d'Ottawa), NANOX, CNRC (IMI), IBM Canada, R et D pour la Défense Canada- Valcartier....

Pour informations, consulter:

Alain Adnot

Département de génie chimique
Téléphone: (418) 656-2131 poste 8227
Courrier électronique:
Alain.Adnot@gch.ulaval.ca