Systèmes de détection choix du type de mesure mesures en transmission mesures en fluorescence artefacts Systèmes de détection pour la Spectroscopie d'Absorption X
Différents modes de mesure Absorption: excitation et relaxations Photons de fluorescence Faisceau transmis Faisceau incident 3 processus pour mesurer m Électrons Auger
Différents modes de mesure: spécificités Transmission échantillons concentrés (>1%) échantillons minces (~ dizaine de µm) Fluorescence échantillons dilués profondeur sondée: ~dizaine de µm Electrons (AEY, CEY, TEY…) films minces (non-isolant) profondeur sondée: ~dizaine de nm
Mesures en transmission
Mesures en transmission Itransmis Iincident ftransmis fincident md = ln(Iincident/Itransmis) md = ln(fincident/ftransmis) (loi de Beer-Lambert)
Mesures en transmission détecteur idéal - dynamique importante N coups max pas de limitations dans la statistique linéarité I proportionnel à f pas de modification du signal mesuré faprès ≈ favant
Mesures en transmission: diodes silicium Fonctionnement en mode courant Conversion directe X e- (3.6 eV/e-) Mesure du signal diffusé Signal fonction de l’importance du diffusé Gamme typique 10-8A (bruit électronique négligeable) Taux de comptage: de 1 à 9x106 cps/s
Mesures en transmission: diodes silicium Mesure indépendante de la position du faisceau par sommation des courants de 2 diodes Kapton: absorption faible mais problème homogénéité Air: absorption plus importante mais homogénéité parfaite et diffusé plus efficace
Mesures en fluorescence
Mesures en fluorescence Signal de fluorescence: Sfluo a mseuil x Iincident détecteur résolu en énergie
Mesures en fluorescence: détecteur résolu en énergie Photo-diode à avalanches (DE/E = 1.5x10-1) Détecteur solide Si (DE/E = 2 à 4x10-2) Détecteur solide Ge (DE/E= 2 à 4x10-2) Cristaux analyseurs (DE/E= 10-4)
Détecteurs Germanium
Mesures en fluorescence: détecteur Germanium Détecteur multi-éléments Ge 13 éléments (SNBL, BM29…) ou 32 (SLS) « discrets » 30 éléments « compacts » (FAME) Haute tension 1300 V Géométrie du détecteur Canberra 30-éléments de FAME 6 barrettes de 5 éléments en Ge 50x50mm implantation de 5 contacts sur la barrette Fenêtre Be 200µm
Mesures en fluorescence: détecteur Germanium
Mesures en fluorescence: détecteur Germanium Electronique 30 préamplificateurs de charge montés sur détecteur étage d’entrée type pentaFET collés directement derrière chaque élément gain (5mV/KeV) 30 modules amplificateurs et SCA 1 ADC (Analogic Digital Convertor) 1 module haute tension: zone de détection 1 module d’alimentation des préamplificateurs Systèmes de détection pour la Spectroscopie d'Absorption X
Mesures en fluorescence: détecteur Germanium Réglage du détecteur (SCA) niveau haut niveau bas
Rayonnement synchrotron: source pulsée Technical developments on fame, performed to improve the quality of the research done on this BM beamline ESRF storage ring Systèmes de détection pour la Spectroscopie d'Absorption X
Mesures en fluorescence: détecteur Germanium Durée entre deux paquets de photons Mode tphotons (ns) comparaison / ts = 125ns Limitation taux de comptage Uniform, 7/8, 2/3 2.8 << ts 16 b. 176 4 b. 700 > tphotons hybrid 2.8 & 2800 http://www.esrf.fr/Accelerators/Performance/Parameters