Objectifs (en terme de compétences)

Compréhension des phénomènes fondamentaux sous-jacents aux techniques utilisées en caractérisation des matériaux.

Résumé : Contenu et Méthodes

Méthodes physiques de caractérisation
Classification
Champ d'application
2.INTERACTIONS MATIERE- RAYONNEMENT
Matière : Type de milieu pouvant interagir
atome,niveaux énergétiques, liaisons, réseaux
Types de rayonnements
Onde électromagnétique-Définitions (Champ, vitesse, intensité,…)
Onde électromagnétique-propriétés (Interférences, diffraction,…)
Domaines d'énergie
Dualité onde-particule
Réfraction, dispersion, réflexion, polarisation, diffusion (élastique et inélastique).
Absorption, Emission, fluorescence, phosphorescence
Effets sur la matière
Section efficace, volume d'excistation, libre parcours moyen
Interactions et méthodes d'analyse (types de spectroscopies)

3.BASES COMMUNES AUX SPECTROSCOPIES
Rapport signal/bruit, résolution, profondeur d'analyse, dégâts d'irradiation

4.SPECTROMETRIES D'ABSORPTION
Largeur et intensité des bandes, loi de Lambert-Beer, traitement des données
Instrumentation
Revues de spectrométries d'absorption
Notions de spectrométrie Mossbauer

5.SPECTROMETRIE INFRAROUGE
Mécanismes physiques
vibrateur harmonique, vibrateur anharmonique, interaction vibration-rotation, molécules polyatomiques - modes normaux, moment dipolaire, conditions de symétrie, spectres réels.
Spectromètre dispersif (pour mémoire)
Spectromètre à Transformée de Fourier
Interféromètre de Michelson, traitement du signal,avantages principaux et secondaires, résolution, applications
Préparation des échantillons
échantillons gazeux
échantillons liquides
échantillons solides
mise en solution, en dispersion, dans un liquide, un solide,
techniques particulières
ATR, microscopie IR, réflectance diffuse,échantillons polymères
Interprétation des spectres
Aspect quantitatif, aspect qualitatif
6) SPECTROMETRIE RAMAN
Mécanismes physiques
Diffusion Raman, vibrations moléculaires, conditions de symétrie, difusion par un solide
Spectromètres Raman

7).DIFFRACTION ET ETUDE DE LA STRUCTURE CRISTALLOGRAPHIQUE
7.1.Interaction élastique des RX avec la matière
7.2. Loi de Bragg
7.3.Méthodes expérimentales de diffraction
7.4.Théorie cinématique de LAUE
7. 4. 1. Introduction
7. 4. 2. Diffusion par un réseau de points atomiques
7. 4. 3. RÉSEAU RÉCIPROQUE
7. 4. 4. Shère d'Ewald
7. 5.Facteur de structure géométrique S
7. 6.Facteur de diffusion atomique ou facteur de forme f
7. 7.Facteur de Debye-Waller
7. 8.Détermination de structure par diffraction de RX

8.) INTERACTION INELASTIQUE PHOTON - SOLIDE
8.1 - L'effet photoélectrique
8.2 - La diffusion de Compton
8.3 - Production de paires (électron - positron)
8.4 - Attenuation des RX dans la matière

9.) INTERACTION ELECTRON - MATIERE
9. 1 - Types d'interactions
9. 2 - Libre parcours moyen inélastique
9. 3 - Plasmons
9. 4 - Distribution en énergie des électrons émis
9. 5 - Diffraction des électrons de faible énergie LEED
9. 6 - Spectrométrie des électrons Auger et microsonde électronique
9. 7. - Analyse quantitative AES, XPS, EMP
9. 8. - Effet chimique

10).RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE
10.1 - Expéience de base, Principe de la RMN
10.2 - Spectres RMN
Déplacement chimique, couplage de spin, sensibilité
10.3 - FT-NMR
Référentiel tournant, processus de relaxation, signal FID
Applications aux matériaux, RMN du solide, spectroscopie

Autres crédits de l'activité dans les programmes