Diffusion des rayons X aux petits angles SAXS/GISAXS(/WAXS)

Le Xeuss est un dispositif permettant de conduire des expériences de diffusion des rayons X en transmission (aux petits angles SAXS et aux grands angles WAXS), en incidence rasante (GISAXS).

Il est équipé de :

- une source RX Genix-3D en Cu (λ=1.54 A ̇) ponctuelle microfoyer 40 µm

- une optique permettant d’obtenir un faisceau parallèle en sortie de tube

- deux systèmes de fentes motorisés permettant d’obtenir différente taille du faisceau incident

- une chambre échantillons ou environnementale pour les mesures sous vide ou sous air :

• Passeur motorisé SAXS : portes capillaires ou pastilles
• Goniomètre motorisé GISAXS 4 axes (Δ = 0.001°)

- deux détecteurs à pixels hybrides avec une taille de px = 172 µm :

• Dectris Pilatus 3R 300K (83.8 x 106.5) mm² motorisé pour le SAXS/GISAXS
• Dectris Pilatus 3R 100K (83.8 x 33.5) mm² fixe pour le WAXS

- des acquisition simultanées en mode SAXS/WAXS

- une distance échantillon-détecteur entre 370 mm et 2500 mm

- une gamme angulaire pour le SAXS :

• D = 370 mm : 0.3 nm^-1<q<12.5 nm^-1, Δq = 0.09 nm^-1
• D = 2500 mm : 0.04 nm^-1<q<1.5 nm^-1, Δq = 0.013 nm^-1

- une gamme angulaire pour le WAXS : 2θ max = 45° et q_max = 31 nm^-1

Photo de l’appareil de diffusion des rayons X aux petits angles SAXS/GISAXS(/WAXS), pour Small-Angle X-ray Scattering, GISAXS : Grazing-Incidence Small-Angle X-ray Scattering, WAXS : Wide-Angle X-ray Scatterin. C’est une technique d’analyse permettant d’étudier la distribution spatiale des hétérogénéités présentent dans la matière (en termes de taille, de forme, de distance inter-objet, …) à des échelles allant de quelques 100 nm au nm, voire même jusqu’à l’échelle atomique (WAXS).
(a) Dispersion d’ilots nanométriques métalliques supportés analysée par GISAXS
(b) Degré d’anisotropie de la porosité d’une fibre de carbone estimé par le rapport h/l de la tache de diffusion obtenu par SAXS
(c) Orientation préférentielle de la réflexion (002) par rapport à l’axe de la fibre de carbone déterminée par WAXS

L’appareil est également équipé d’un porte-échantillon chauffant (20-600°C) pour des analyses in situ GISAXS et d’une cellule "low noise" pour les liquides.

Tous types d’échantillons (épaisseur < à 1 mm) peuvent être étudiés : sous forme solide (film mince, poudre, …), sous forme liquide (émulsion, dispersion)