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ANDROMEDE : Projet ANR-10-EQPX-23
Nano particules et molécules de haute
vitesse : sonde sous vide ou à l’air des nano-domaines et nano-objets
présents sur les surfaces. Andromède est principalement un nouvel
instrument pour l’analyse par spectrométrie de masse de nano-domaines et
nano-objets présents sur une surface. Ce projet correspond à la version
la plus efficace actuellement de la spectrométrie de masse SIMS
(Secondary Ion Mass Spectrometry). L’information moléculaire (masse et
structure) sera obtenue à partir de l’impact de nanoparticules (NPs) par
exemple Au4004+ jusqu’à Au10000n+, et aussi fullerènes C60n+ accélérées
dans le domaine du MeV par une structure Van de Graaff de 1 à 4 MV. Ces
projectiles permettent l’analyse des échantillons hydratés (ou non),
soit sous vide soit à la pression atmosphérique. Le domaine de recherche
concerne la nanotechnologie avec la préparation et l’analyse de
surfaces nano-structurées ; la biologie et les études « in vitro » de
cellules et de bactéries ; l’astrophysique et la simulation des
interactions extraterrestres, avec des surfaces glacées et des argiles
hydratées dans différents environnements gazeux ; et enfin le suivi de
la catalyse induite autour de surfaces nano-structurées. La production des ions est assurée par
deux types de sources. Les agrégats et nanoparticules à partir de la
technologie LMIS (Liquid Metal Ion Source). Cette source NAPIS
(NAnoParticle Ion Source) a été fournie par Orsay Physics, qui est un
partenaire industriel du projet et un leader dans le développement des
sources de type LMIS et de la focalisation des ions dans le domaine
nanométrique. Les ions moléculaires multichargés sont produits par une
source ECR fournie par la société Pantechnik. Cette source permet la
production d’ions atomiques légers (proton, hélium) de fortes intensités
pour les expériences d’astrophysique nucléaire de basse énergie, mais
aussi pour les analyses de type IBA (Ion Beam Analysis). Pour augmenter
la charge des ions et en particulier des NPs, un couplage de la source
LMIS et de l’ECR est en développement. Ce couplage sera installé dans
une deuxième étape du projet. L’instrument dispose de spectromètres de
masse par temps de vol pour analyser les ions éjectés sous vide et à
l’air avec dans ce cas une post-ionisation laser pour accroître
l’efficacité de détection des espèces émises. Un des spectromètres de
masse est associé à un microscope par émission d’électrons ou de protons
qui permet de localiser les impacts dans le domaine sub-micrométrique. Le développement de ce nouvel outil est
effectué en collaboration avec plusieurs laboratoires de l’Université
Paris Sud, partenaires du projet : l’Institut de Chimie Moléculaire et
des Matériaux d’Orsay, l’Institut de Génétique Moléculaire d’Orsay,
l’Institut d’Astrophysique Spatiale d’Orsay et le Centre de
Spectrométrie Nucléaire et de Spectrométrie de Masse et un partenaire
industriel : OrsayPhysics. Une collaboration internationale existe
autour de ce projet avec le Centre for Chemical Characterization and
Analysis du Texas A&M University. L’ensemble des faisceaux est ouvert à la
communauté des physiciens étudiant les solides irradiés qui auront ainsi
la possibilité de poursuivre les expériences de modification de
matériaux dans des conditions extrêmes obtenues avec les agrégats de
hautes énergies, mais aussi des ions atomiques dans une large plage de
masse. La possibilité d’accélérer des ions
atomiques de haute intensité avec la source ECR dans un domaine de basse
énergie ouvre cet accélérateur au domaine de l’astrophysique nucléaire. L’installation définitive d’Andromède est
prévue dans le bâtiment 209 baptisé l’IGLOO qu’il partagera avec un
deuxième lauréat des Equipex, ThomX,
développé au sein du LAL, ce qui constituera une plateforme de
l’Université Paris Sud et du CNRS dédiée à la pluridisciplinarité. |
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