Systèmes de détection choix du type de mesure mesures en transmission

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1 Systèmes de détection choix du type de mesure mesures en transmission
mesures en fluorescence artefacts Systèmes de détection pour la Spectroscopie d'Absorption X

2 Différents modes de mesure
Absorption: excitation et relaxations Photons de fluorescence Faisceau transmis Faisceau incident 3 processus pour mesurer m Électrons Auger

3 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

4 Mesures en transmission

5 Mesures en transmission
Itransmis Iincident ftransmis fincident md = ln(Iincident/Itransmis) md = ln(fincident/ftransmis) (loi de Beer-Lambert)

6 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

7 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

8 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

9 Mesures en fluorescence

10 Mesures en fluorescence
Signal de fluorescence: Sfluo a mseuil x Iincident détecteur résolu en énergie

11 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)

12 Détecteurs Germanium

13 Mesures en fluorescence: détecteur Germanium
Détecteur multi-éléments Ge 13 éléments (SNBL, BM29…) ou 32 (SLS) « discrets » 30 éléments « compacts » (FAME) Haute tension 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

14 Mesures en fluorescence: détecteur Germanium

15 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

16 Mesures en fluorescence: détecteur Germanium
Réglage du détecteur (SCA) niveau haut niveau bas

17 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

18 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