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Auteur(s)
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Philippe COLOMBAN : Directeur de recherche CNRS - Laboratoire de dynamique, interaction et réactivité (LADIR), UMR7075 CNRS, Université Pierre-et-Marie-Curie (UPMC), Paris, France
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les matériaux et les dispositifs réalisés par leur association sont hétérogènes à différentes échelles, volontairement ou involontairement, ce qui influence, voire détermine de nombreuses propriétés. L'imagerie Raman en combinant la résolution optique spatiale submicronique et les informations subnanométriques pouvant être extraites des spectres apporte par sa sonde spécifique, la liaison chimique, des informations que les autres imageries ne peuvent donner.
Material and multi-material devices are heterogeneous at various scales. The heterogeneity that determines significantly material properties, results from the synthesis process and/or from a design, intentionally or not. Raman mapping combines the sub-micron optical spatial resolution with the sub-nanometre information available from Raman spectrum-modelling. This offers important information, not given by other imaging techniques because of the very specific character of the Raman probe, the chemical bond it-self.
Imagerie, spectroscopie Raman, céramique, polymères, mécanique, nanomatériaux, fibre, composites, microélectronique, contraintes
Mapping, Raman microscopy, ceramic, polymer, mechanics, nanomaterials, fibre, composites, microelectronics, stress
Domaine : Science des matériaux
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : élaboration, céramiques, polymères, composites, microélectronique
Domaines d'application : Mesures, contrôle, vieillissement, recherche
Principaux acteurs français : LADIR, UPMC-Paris ; LEPMI, INP, Grenoble ; LMOPS, Supelec, Metz
Pôles de compétitivité :
Centres de compétence :
Industriels : HORIBA Scientific (Jobin-Yvon), Renishaw, Kaiser Optical, Bruker Optics, Thermo Fischer Scientific, B Tec
Autres acteurs dans le monde :
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- Version archivée 1 de juin 2002 par Philippe COLOMBAN
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3. Principe de la diffusion Raman
L'interaction entre la matière et une radiation lumineuse monochromatique d'excitation (laser) conduit à une diffusion dont l'énergie est exprimée en fréquence (unité : THz), en longueur d'onde (nm) ou en nombre d'onde (cm–1), qui peut être élastique, appelée alors « diffusion Rayleigh » (seule la direction de la lumière est modifiée), ou inélastique, avec donc échange d'énergie et modification de la fréquence, appelée « diffusions Raman » et « Brillouin » .
Dans un solide, la dynamique des atomes est collective (effet des symétries structurales) et l'on distingue des modes de vibration acoustique (ondes en phase, peu énergétiques) et optique (déplacement en opposition de phase). L'interaction avec les vibrations acoustiques conduit à la diffusion Brillouin, celle avec les modes optiques est la diffusion Raman proprement dite. La matière peut soit recevoir, soit céder de l'énergie aux photons. Un spectre Raman comportera donc deux parties symétriques de part et d'autre de la fréquence d'excitation laser (ν 0), l'une appelée « Stokes Raman », l'autre « anti-Stokes Raman », selon le sens de l'échange (figure 1). à noter que la diffusion Rayleigh est sensible aux hétérogénéités de constante diélectrique/indice optique et/ou de densité et donne ainsi un contraste physico-chimique.
Ci-dessus : Spectre Raman à température ambiante d'un ensemble ordonné de nanoparticules d'argent (supracristal
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - LONG (D.A.) - Raman spectroscopy. - McGraw-Hill, New York (1977). TURRELL (G.), CORSET (J.). – Raman Microscopy – Developments and Applications. AcademicPress, Londres (1996).
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(2) - GOUADEC (G.), COLOMBAN (Ph.) - Raman study of nanomaterials : how spectra related to disorder, particle size and mechanical properties. - Progress in Crystal Growth & Characterization Materials, 53, p. 1-56 (2007).
-
(3) - COLOMBAN (Ph.) - Analyse non destructive des objets d'art par méthodes spectroscopiques portables. - [RE 217] (2012).
-
(4) - COLOMBAN (Ph.) - SiC, from amorphous to nanosized materials, the exemple of SiC fibres issued of polymer precursors. - In Silicon Carbide, MUKHERJEE (M.) Éd., Ch. 7, INTECH, p. 161-186, 978-953-307-968-4 (2011) http://www.intechopen.com.
-
(5) - GOUADEC (G.), BELLOT-GURLET (L.), BARON (D.), COLOMBAN (Ph.) - Raman mapping for the investigation of nanophased materials. - Ch. 4. In Raman Imaging , Techniques & Applications, Springer Series in Optical Sciences, Raman Imaging, A. ZOUBIR Éd., DOI :10.1007/978-3-642-28252-2_3, vol. 168,...
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