Diffractomètre

Le diffractomètre est un appareil permettant de mesurer la diffraction d'une onde sur une cible. Le terme est utilisé exclusivement pour la diffractométrie de rayons X.

Les premiers diffractomètres utilisaient une pellicule argentique qui était impressionnée par les rayons X. C'étaient en fait juste parfois juste un tube, un porte-échantillon et un porte-film posés sur une table (les dangers des rayons X étaient sous-estimés à l'époque), parfois mis dans une " boîte ". Il portait de ce fait le nom de " chambre ", les Britanniques parlant de " camera ".

Sources de rayons X

La première source de rayons X fut la désintégration radioactive. Cette source est encore parfois utilisée en spectrométrie de fluorescence X (La spectrométrie de fluorescence X (SFX ou FX, ou en anglais XRF pour X-ray fluorescence) est une méthode d'analyse chimique élémentaire utilisant une...), mais plus en diffraction (La diffraction est le comportement des ondes lorsqu'elles rencontrent un obstacle qui ne leur est pas complètement transparent ; le phénomène peut être...).

En général, les rayons X sont produits par freinage des électrons. On utilise en général des tubes à rayons X, dispositifs de petite taille (environ 50 cm de long pour une dizaine de cm de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le...), plus pour les tubes à anode (L'anode est l'électrode où a lieu une réaction électrochimique d'oxydation (menant à la production d'électrons) par opposition à la cathode où se produit une réaction...) tournante). Dans la plupart des cas, on modifie le spectre du tube afin de s'approcher des conditions monochromatiques :

  • soit avec un filtre (Un filtre est un système servant à séparer des éléments dans un flux.) de nickel (Le nickel est un élément chimique, de symbole Ni et de numéro atomique 28.) pour " couper " la raie Kβ dans le cas d'un tube au cuivre ;
  • soit avec un monochromateur (Un monochromateur est un dispositif utilisé en optique pour sélectionner une gamme la plus étroite possible de longueurs d'onde à partir d'un faisceau lumineux de gamme de longueurs d'onde plus large. Le nom monochromateur est...) (système diffractant sélectionnant la raie Kα1).

Les diffractomètres sont également placés dans des lignes de faisceau synchrotron (Le terme synchrotron désigne un type de grand instrument destiné à l'accélération à haute énergie de particules élémentaires.). Le rayonnement synchrotron (Synchrotrons, synchro-cyclotrons et cyclotrons réfèrent à différents types d'accélérateurs circulaires.) permet d'avoir des rayons X monochromatiques et parfaitement collimatés, ce qui permet des mesures très précises. Cependant, un synchrotron est une installation de plusieurs centaines de mètres de diamètre et de coût de structure faramineux, ce qui réserve son utilisation aux cas vraiment nécessaires.

Chambre de Laue

La chambre de Laue est le dispositif le plus simple pour faire un cliché de diffraction, mais il n'est adapté qu'aux monocristaux.

Il consiste en un tube de rayons X émettant sur un spectre large (spectre polychromatique), un porte-échantillon, et un support de film photographique. Le film photographique est masqué par un papier (Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres cellulosiques végétales et animales. Il se présente sous forme de feuilles...) afin de ne pas être voilé par la lumière ; les rayons X seuls traversent le papier et impressionnent le film.

Le cliché obtenu, appelé " cliché de Laue ", permet de déterminer les paramètres de maille du cristal (Cristal est un terme usuel pour désigner un solide aux formes régulières, bien que cet usage diffère quelque peu de la définition scientifique de ce mot. Selon l'Union internationale de cristallographie,...) ainsi que l'orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil à l'équinoxe) et des points cardinaux (nord de la boussole) ;) du réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on appelle nœud (node)...) par rapport à la face analysée. Il est similaire au cliché de diffraction obtenu en microscopie (La microscopie est l'observation d'un échantillon (placé dans une préparation microscopique plane de faible épaisseur) à travers le microscope. La microscopie permet de rendre visible des éléments invisibles à...) électronique en transmission.

Lorsque l'on veut faire des mesures plus précise, on utilise un diffractomètre (Le diffractomètre est un appareil permettant de mesurer la diffraction d'une onde sur une cible. Le terme est utilisé exclusivement pour la diffractométrie de rayons X.) muni d'un goniomètre (Un goniomètre est un appareil servant à mesurer les angles.) à trois cercles permettant d'orienter le monocristal (en général un nanocristal), le film étant remplacé par un détecteur (Un détecteur est un dispositif technique (instrument, substance, matière) qui change d'état en présence de l'élément ou de la...) à deux dimensions (type caméra (Le terme caméra est issu du latin : chambre, pour chambre photographique. Il désigne un appareil de prise de vues animées, pour le cinéma, la télévision ou la vidéo.) CCD ou chambre à fils), voir plus bas. On peut ainsi acquérir plusieurs clichés de Laue de manière automatisée.

Voir aussi l'article Cliché de Laue.

Chambre de Debye-Scherrer

La chambre de Debye-Scherrer est le dispositif le plus simple permettant de faire de la diffraction sur poudre (La poudre est un état fractionné de la matière. Il s'agit d'un solide présent sous forme de petits morceaux, en général de taille inférieure au...) ou sur échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou d'une solution. Le mot est utilisé dans différents domaines :) polycristallin.

Il se compose d'une source monochromatique (On qualifie de monochromatique (du grec mono-, un seul et chromos, couleur) une lumière dont la couleur n'est formée que d'une fréquence ou, par extension de sens, d'une bande très étroite de fréquence au...) de rayons X, d'un porte-échantillon et d'un film en forme de bande qui entoure le dispositif. Les rayons X sont diffractés sous la forme de cônes, qui laissent des traces sous forme de cercle (Un cercle est une courbe plane fermée constituée des points situés à égale distance d'un point nommé centre. La valeur de...) sur la bande.

On voit parfois le terme " caméra de Debye-Scherrer ", mais il semble que ce soit un anglicisme, il est en effet peu utilisé en français. Le terme est toutefois correct sur le plan étymologique, le mot latin camera signifiant " chambre ", et l'analogie avec la caméra de cinéma (On nomme cinéma une projection visuelle en mouvement, le plus souvent sonorisée. Le terme désigne indifféremment aujourd'hui une salle de projection ou l'art en lui-même.) est pertinente (chambre noire servant à impressionner un film photographique), bien que dans le cas des rayons X il n'y ait pas de mouvement.

Ce dispositif est très simple et peu coûteux, mais s'il permet de localiser aisément la position des pics (rayon de l'arc de cercle sur la bande), la trace (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de certification et de notification basé sur internet sous la responsabilité de la Commission européenne dans le cadre du premier pilier de...) photographique rend peut précise l'estimation de l'intensité (niveau de gris) et la largeur (La largeur d’un objet représente sa dimension perpendiculaire à sa longueur, soit la mesure la plus étroite de sa face. En...) du pic (largeur de l'arc).

Les autres sources d'incertitude sont :

  • absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise par une autre entité, par exemple, un atome qui fait une transition entre deux niveaux d'énergie électronique. Le photon est détruit lors de ce...) de l'échantillon,
  • taille de l'échantillon, qui est limitée à une dizaine de milligrammes, moins d'un millimètre de diamètre,
  • problèmes de centrage,
  • stabilité du film (par exemple variations de dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une pièce de révolution.), retrait).

Initialement, le dépouillement des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) était fait manuellement, la position des arcs étant repérée avec une règle. La numérisation (La numérisation est le procédé permettant la construction d'une représentation discrète d'un objet du monde réel.) des films (avec un scanneur) permet un traitement informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport avec le traitement...) du diffractogramme.

Ce dispositif a été de fait quasiment systématiquement remplacé par un diffractomètre de poudre " mécanisé " (avec un détecteur ponctuel (En géométrie, un point est le plus petit élément constitutif de l'espace de travail.) mobile monté sur un goniomètre à deux cercles). Ces diffractomètres à goniomètre sont prévus pour une géométrie (La géométrie est la partie des mathématiques qui étudie les figures de l'espace de dimension 3 (géométrie euclidienne) et, depuis le XVIIIe siècle, les figures...) Bragg-Brentano, mais ils peuvent être utilisés en géométrie Debye-Scherrer, par exemple lorsque l'on a peu de produit : la poudre est introduite dans un capilaire, on travaille avec un faisceau parallèle, et le détecteur fait le tour de l'échantillon.

Autres chambres

Chambre de Guinier
Chambre de Gandolfi
Chambre de Seeman-Bohlin

Diffractomètre de poudres

Un diffractomètre de poudres est un diffractomètre à bras mobiles. Les premiers modèles étaient mûs par des manivelles, puis sont venus les bras motorisés ; les diffractomètres modernes sont entièrement automatisés et commandés par ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant d'exécuter des programmes enregistrés. C'est un ensemble de circuits électroniques permettant de...).

Montage à deux cercles

Dans le cas général, l'appareil possède un goniomètre " à deux cercles ", c'est-à-dire ne permettant de faire varier que deux angles : l'angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts apparentés.) d'incidence des rayons X sur l'échantillon γ, et l'angle de déviation 2θ. Ceci peut être réalisé par deux montages, dits " θ-2θ " (thêta-deux thêta) et " θ-θ " (thêta-thêta). Dans les deux cas, le détecteur est mobile, c'est sa position qui détermine la déviation 2θ ; la différence est dans la détermination de l'incidence γ :

  • montage θ-2θ : le tube à rayons X (Les tubes à rayons X sont des dispositifs permettant de produire des rayons X, en général pour trois types d'applications :) est fixe , le porte-échantillon est motorisé ; le tube étant la partie la plus lourde, ce montage est le plus simple d'un point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) mécanique ;
    son nom vient du fait qu'en géométrie Bragg-Brentano (voir ci-dessous), l'angle que parcours le porte-échantillon par rapport à la déviation 0 vaut ½·2θ = θ, tandis que le détecteur parcours un angle 2θ ;
  • montage θ-θ (thêta-thêta) : le porte-échantillon est fixe, le tube est mobile ; l'avantage de ce montage est que le porte-échantillon reste horizontal (Horizontal est une orientation parallèle à l'horizon, et perpendiculaire à la verticale. Une ligne horizontale va « de la gauche vers la...), ce qui empêche la poudre de s'écouler et facilite le montage d'un dispositif autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5...) du porte-échantillon, comme un four (Un four est une enceinte maçonnée ou un appareil, muni d'un système de chauffage puissant, qui transforme, par la chaleur les produits et les objets. En cuisine, il...) ou une chambre à atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) contrôlée ;
    son nom vient du fait qu'en géométrie Bragg-Brentano (voir ci-dessous), l'angle que parcours le tube et le détecteur par rapport à la déviation 0 vaut θ.

Les diffractomètres de ce type sont les plus versatiles, on peut en effet faire varier la géométrie et faire :

  • des mesures en bercement (rocking curves) : l'angle de déviation reste fixe, seul change l'angle d'incidence ;
    • sur un appareil θ-2θ, le détecteur est fixe et le porte-échantillon bouge ;
    • sur un appareil θ-θ, le tube et le détecteur bougent ensemble ;
  • de type Debye-Scherrer : le porte-échantillon est un fin tube de verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus souvent, le verre est constitué d’oxyde de silicium (silice SiO2) et de fondants,...) (un capilaire), et l'angle d'incidence est fixe, seul varie la position du détecteur (balayage en 2θ, ou 2θ scan).

Géométrie Bragg-Brentano

La géométrie de Bragg-Brentano consiste à avoir une focalisation approchée des rayons X (parfois appelée " parafocalisation ", en anglais parafocussing).

Propriété géométrique du cercle justifiant la focalisation approchée
Propriété géométrique du cercle justifiant la focalisation approchée

L'idée est d'éclairer l'échantillon avec un faisceau divergent, ce qui permet d'avoir plus d'intensité qu'avec un faisceau fin. Ce faisant, on introduit une erreur angulaire, les rayons X ne frappant pas l'échantillon avec le même angle. Ce défaut est corrigé de deux manières :

  • d'une part en travaillant avec des échantillons polycristallins (pulvérulents ou massifs) isotropes, c'est-à-dire sans orientation cristalline préférentielle ;
  • d'autre part en s'assurant que le détecteur est toujours symétrique au tube par rapport à l'échantillon, c'est-à-dire en fixant γ = ½·2θ ; ainsi, la géométrie du cercle fait que les rayons qui convergent ( en astronautique, convergent en mathématiques, suite convergente série convergente ) vers le détecteur ont presque tous subit la même déviation.

Comme il s'agit d'une méthode sur poudre, on travaille avec une source monochromatique et un détecteur ponctuel. On peut remplacer le détecteur ponctuel par un détecteur linéaire ou à deux dimensions, afin d'accélérer la mesure, cependant, on n'est plus strictement en géométrie Bragg-Brentano, même si les résultats sont similaires.

Autres géométries

Les diffractomètres de poudre peuvent s'utiliser avec une autre géométrie que la géométrie de Bragg-Brentano.

Incidence rasante

Les mesures en incidence rasante se font à incidence γ fixe, et en faisant varier 2θ. On fait en général des mesures pour plusieurs valeurs de γ. Pour éviter que des rayons X passent par dessus l'échantillon et frappent directement le détecteur aux faibles angles, on utilise un faiseacu fin et on peut placer un " couteau " (écran métallique) au-dessus de l'échantillon.

L'absorption des rayons X (La spectrométrie d'absorption des rayons X aide à déterminer la structure d'un matériau. Elle a l'avantage d'être sélective quant à l'espèce atomique observée.) dépend du trajet dans l'échantillon (cf. loi de Beer-Lambert). Au-delà d'une certaine distance d parcourue, les rayons sont trop absorbés et ne contribuent quasiment pas au signal ; cette distance d choisie par convention est celle donnant 90 % du signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. ...).

Le rayon incident parcoure une distance x1 valant e/sin(γ) pour atteindre ue profondeur e, et une distance x2 valant e/sin(2θ-γ) pour ressortir et frapper le détecteur. La couche d'atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement...) située à une profondeur e ne contribue donc de manière significative au signal que si

x1 + x2 < d

soit

e \cdot \left ( \frac{1}{\sin \gamma} + \frac{1}{\sin (2\theta - \gamma)} \right ) < d.

Dans le cas d'un échantillon bicouche, l'angle d'incidence γ à partir duquel on peut détecter un pic du substrat permet de déterminer l'épaisseur de la couche située au-dessus.

Mesure en bercement

Les mesures en bercement ou en balancement (rocking curves en anglais), consistent à faire varier l'angle d'incidence γ tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en maintenant la déviation 2θ constante. En raison de la défocalisation, il faut travailler avec un faisceau fin. On fait en général plusieurs mesures sur un intervalle de γ donné, mais en faisant varier 2θ entre chaque mesure.

Ces mesures en général sont utilisées pour déterminer l'orientation d'une couche épitaxiée ; par exemple, dans l'industrie des semi-conducteurs, on fait croître une couche cristalline sur un monocristal de silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si et de numéro atomique 14.). On effectue des mesures pour une plage (La géomorphologie définit une plage comme une « accumulation sur le bord de mer de matériaux d'une taille allant des sables fins aux blocs ». La plage ne se limite donc pas aux étendues de sable fin ; on trouve...) de 2θ couvrant un pic du substrat et un pic de la couche. Les deux pics sont maximaux pour des valeurs de γ différentes, et ceci donne la désorientation entre le substrat et la couche.

Faisceau parallèle

Une géométrie en faisceau parallèle permet de s'affranchir de la forme de l'échantillon. En effet, en faisceau divergent, la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique,...) de l'échantillon doit être tangente au cercle de focalisation pour que l'on puisse faire l'hypothèse que tous les rayons frappant le détecteur subissent la même déviation. Si le faisceau est parallèle, alors la déviation ne dépend que de la direction du détecteur.

On utilise pour cela un système diffractant courbé (ce n'est donc pas à proprement parler un miroir), et dont la courbe (En géométrie, le mot courbe, ou ligne courbe désigne certains sous-ensembles du plan, de l'espace usuels. Par exemple, les droites, les segments, les lignes polygonales et les cercles sont des courbes.) est un arc de parabole (La parabole est l'intersection d'un plan avec un cône lorsque le plan est parallèle à l'une des génératrices du cône. Elle est un type de courbe dont les...). Le centre du tube (la ligne de l'anti-cathode sur laquelle se projettent les électrons) est placée au foyer de cette parabole. L'alignement du miroir (Un miroir est un objet possédant une surface suffisamment polie pour qu'une image s'y forme par réflexion et conçu à cet effet. C'est souvent...) est sans doute l'opération qui conditionne le plus la qualité de la mesure.

Cette méthode a été développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la famille des...) par H. Göbel [1], le système diffractant porte donc le nom de " miroir de Göbel " (ou " miroir de Goebel ", voir l'article Umlaut).

Ce système est par exemple utilisé lorsque l'on dispose d'extrêmement peu de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide,...). La poudre est introduite dans un capillaire (tube de verre très fin), et on réalise un balayage avec le détecteur (c'est en fait en quelque sorte la méthode de Debye-Scherrer mais avec un détecteur électronique au lieu d'un film photographique). Le faisceau parallèle peut également être utilisé pour une mesure sur une pièce non plane (La plane est un outil pour le travail du bois. Elle est composée d'une lame semblable à celle d'un couteau, munie de deux poignées, à chaque extrémité de la lame. Elle permet le dégrossissage et le creusage de...) (courbe, rugueuse), voir pour une mesure non destructrice (on place une pièce entière, par exemple un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être...) d'art, dans l'appareil).

Le miroir est un multicouche de synthèse. La principale limitation de sa durée de vie (La vie est le nom donné :) est l'oxydation des couches, en particulier par l'ozone (L’ozone (ou trioxygène) est un composé chimique comportant 3 atomes d’oxygène (O3). Sa structure est une résonance entre trois états. Métastable aux conditions ambiantes,...) que peut produire la haute tension (La tension est une force d'extension.) du tube. Pour éviter ceci, les miroirs de Göbel sont sous atmosphère inerte (Inerte est l'état de faire peu ou rien.), dons un boîtier muni de fenêtres transparentes aux rayons X.

Optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.)

Dans la configuration Bragg-Brentano, les rayons X ont une divergence radiale, la configuration permettant la focalisation approchée. C'est donc une bande rectangulaire de l'échantillon qui est éclairée. La divergence radiale est limitée par une fente rectangulaire située entre le tube et l'échantillon, appelée " fente primaire ", " fente avant " ou " fente de divergence ". Une autre fente se trouve devant le détecteur, elle limite le volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) que " voit " le détecteur à la seule zone irradiée de l'échantillon ; cette fente porte le nom de " fente secondaire ", " fente arrière " ou " fente anti-diffusion ". Ces fentes déterminent l'intensité qui atteint le détecteur ainsi que le bruit de fond (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son. C'est-à-dire vibration de l'air pouvant donner lieu à la création d'une sensation...).

Les rayons X ont également une divergence axiale. On essaie en général de limiter cette divergence axiale par des " fentes de Soller ", parfois appelées " collimateurs " : il s'agit de lames de cuivre (Le cuivre est un élément chimique de symbole Cu et de numéro atomique 29. Le cuivre pur est plutôt mou, malléable, et présente sur...) parallèles, qui absorbent les rayons qui ne sont pas parallèles aux lames. La divergence est limitée à quelques degrés (en général, entre 0,1 et 5 °). Plus la divergence est étroite, plus les pics de diffraction sont étroits, mais plus l'intensité est faible. Sans fente de Soller, on a des pics larges et dissymétriques.

Porte-échantillon

Dans le cas le plus simple, le porte-échantillon est une simple pièce passive soit fixe (montage θ-θ), soit motorisée (montage θ-2θ). Il permet en général de faire tourner l'échantillon dans son plan (spinner) ; en effet, comme seule une petite portion de l'échantillon est éclairée (un rectangle (En géométrie, un rectangle est un quadrilatère dont les quatre angles sont des angles droits.) étroit), le fait de faire tourner l'échantillon permet de balayer un disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et régulière, à l'image d'un palet — discus en latin.), le signal collecté représente donc une plus grande surface d'échantillon. Ceci permet d'englober plus de cristallites, et donc d'avoir une meilleure représentation statistique (Une statistique est, au premier abord, un nombre calculé à propos d'un échantillon. D'une façon générale, c'est le résultat de l'application d'une méthode statistique...).

Le porte-échantillon peut également être un passeur : on charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne...) plusieurs échantillons, et ceux-ci sont mesurés successivement, ce qui permet de mesurer plusieurs échantillons sans avoir besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les...) d'intervenir pour les changer (par exemple mesure de nuit). Dans certains cas, le passeur est distinct du porte échantillon, il amène l'échantillon au porte-échantillon ; on peut par exemple avoir une mesure automatisée avec un échantillon provenant d'une chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) de production par une bande convoyeuse.

Montage à quatre cercles : porte-échantillon sur berceau d'Euler (goniomètre à trois cercles)
Montage à quatre cercles : porte-échantillon sur berceau d'Euler (goniomètre à trois cercles)

Pour certaines mesures, notamment de texture ou de contraintes, il est nécessaire de faire varier la position de l'échantillon sous le faisceau (le faisceau est alors ponctuel). On utilise pour cela un goniomètre à trois cercles ou " berceau d'Euler " :

  • balancement de l'échantillon (rocking) Ω (ou θ lorsque l'on est en géométrie Bragg-Brentano) ;
  • inclinaison (En mécanique céleste, l'inclinaison est un élément orbital d'un corps en orbite autour d'un autre. Il décrit l'angle entre le plan de l'orbite et le plan de référence (généralement le plan de...) (tilt) χ ou ψ (la différence étant la référence 0) ;
  • rotation dans le plan (spin) φ.

À ceci se rajoute la position 2θ du détecteur, on parle donc de " montage à quatre cercles ".

Le porte-échantillon peut aussi faire varier la position de l'échantillon sleon les axes x, y et/ou z.

Détecteurs

Diffractomètre de monocristal

Photographie de goniomètre voir une image agrandie
Photographie de goniomètre
voir une image agrandie

L'appareillage comporte un goniomètre pour manipuler le monocristal dans le faisceau de rayons X sous tous les angles (montage à quatre cercles). La rotation du cristal dans le diffractomètre a pour but de générer une onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie...) issue des plans réticulaires en phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) avec l'onde incidente à ce même plan réticulaire.

Cette technique est en général utilisée pour déterminer la structure cristalline.

La réception du signal

Elle se fait sur le CCD qui est une matrice de cellules qui captent l'information lumineuse sous forme de pixels et qui n'utilise pas de plaque photographique. Des photons (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées électriquement...) isolés sont enregistrés électroniquement et répartis à l'aide d'un microprocesseur le long d'une série de pixels qui, assemblés en rangées, forment alors une image qui peut être numériquement travaillée par ordinateur.

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