XPS Operando

Photographie Université de Limoges – CarMaLim

Contexte et problématiques

Le terme mesure « operando » recouvre ici les modifications détectables par photoémission d’un échantillon soumis à un stimulus extérieur qui peut être de nature électrochimique, électrique, optique, thermique ou magnétique. Le développement de configurations expérimentales permettant l’étude de matériaux sous stimulus reste un défi majeur pour la spectroscopie de photoélectrons de laboratoire en raison des contraintes associées à l’ultravide, à la faible profondeur d’analyse (≤ 10 nm) et à la résolution latérale imposée par les faisceaux de rayons X. Si des développements actuels, tels quel l’HAXPES (Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy) et le NAP-XPS (Near Ambient Pressure X-ray Photoelectron Spectroscopy), ou le rayonnement synchrotron permettent en partie de pallier à certaines contraintes, l’analyse des dispositifs en fonctionnement reste rare.

Un partage d’expériences et de bonnes pratiques entre communautés dans le cadre  de la FRSPE ne pourrait qu’accélérer le développement plus systématique des spectroscopies de photoémission en mode operando.

Objectifs

Les objectifs de ce défi s’oriente vers les items suivants :

  • Optimisation des géométries de échantillons
  • Développement et validation de portes objets et montages
  • Etudes sous stimuli électrique, optique & électrochimique
  • Etudes comparatives SoftXPS (Al, Mg Kα), HAXPES (Cr Kα), UPS, sources synchrotrons
  • Montage de projets communs aux différents partenaires

Operando Electrique
ILV/ICB/PFNC/IPFV

  • Suivi de l’évolution des niveau de cœur sous polarisation électrique. 
  • Extension à l’étude de dispositifs (mémoires, transistors, jonctions…) en fonctionnement.

Operando Elctrochimique
PFNC/IPREM/LCPMR

  • Suivi de l’évolution chimique de la SEI dans une cellule électrochimique symétrique Lithium//Lithium par couplage XPS et spectroscopie d’impédance en mode operando (en savoir plus)

Operando Optique
ILV/LCPMR/PFNC/IPFV

  • Absorbeurs pour le Photovoltaïque (PV) : Cellules solaires III-V, monocristal MAPbI3 : déplacement des niveaux de cœur sous stimulation optique (IPVF-ILV, TEMPO-A, SOLEIL 2019) (en savoir plus)

Contact : Anass Benayad (Animateur) : anass.benayad_at_cea.fr

Voir Les membres du défi scientifique “XPS Operando”