Pôle Microscopie Ionique
Le pôle microscopie ionique est dirigé par Ting-Di Wu.
Le microscope ionique NanoSIMS de CAMECA est un instrument dédié à l’analyse des échantillons présentant de très fines structures avec une composition hétérogène.
Il permet la détection de plusieurs éléments ou isotopes en parallèle, avec une résolution latérale pouvant atteindre quelques 50 nm. Il offre de remarquables applications dans différents domaines, notamment en biologie (imagerie intracellulaire, microbiologie) et en cosmochimie (analyse de poussières interplanétaires, de micrométéorites, par exemple).
La technique SIMS (abréviation de l’anglais « Secondary Ion Mass Spectrometry », Spéctrométrie de masse d’ions secondaires) est basée sur le phénomène de l’émission des ions à partir de la surface d’un échantillon sous l’impact d’un faisceau d’ions primaires énergétiques.
Les ions secondaires issus de la cible sont caractéristiques de la composition chimique de l’objet examiné. Grâce à un spectromètre de masse qui permet le tri des ions collectés, la technique SIMS est l’une des rares techniques qui fournit une information aussi bien élémentaire (y compris des éléments légers comme l’hydrogène) qu’isotopique in situ.
Lorsque le faisceau primaire est focalisé sous forme d’un petit spot (sonde ionique), on réalise une analyse locale. Par le balayage de la sonde, on obtient la cartographie élémentaire et isotopique de la surface de l’échantillon.
L’un des avantages de la techniques SIMS est sa grande sensibilité par l’utilisation des ions primaires comme O–, O2+ ou Cs+ qui renforcent l’émission d’ions secondaires. Toutefois, la quantification de la concentration des éléments d’intérêt n’est aisée que dans certains cas particuliers. En revanche, le rapport isotopique peut être mesuré avec une excellente précision.
Par ailleurs, bien que la méthode SIMS aie un caractère destructif à cause de la pulvérisation de la surface de l’échantillon, avec ce processus, il est possible de réaliser une analyse couche par couche, donnant ainsi une vision en 3D de l’échantillon.