James Badro

1. James Badro Laboratoire de Minéralogie-Cristallographie de Paris, CNRS Rayonnement Synchrotron sous Conditions Extrêmes

2. Sondes Expérimentales Rayons X IR Visible Rayons X

3. Quelques Synchrotrons

4. Le rayonnement synchrotron

5. Les applications • Diffraction – Structure • Spectroscopie X • Imagerie – Microscopie • Résolution temporelle – Cinétique

6. Quelques techniques… Spectroscopie d’absorption de rayons X Spectroscopie d’émission de rayons X Diffusion inélastique résonnante de rayons X Diffusion inélastique de rayons X Spectroscopie par résonance nucléaire Diffusion inélastique par résonance nucléaire

7. fluorescence Kb absorption K état final 3d 3p hn' hn 1s Processus d’émission Kb dans le fer

8. bas-spin haut-spin S=0, L=6, J=6 S=2, L=2, J=4 Spectre d’émission Kb de Fe2+

9. Spectromètre de Rowland Cellule Rayons X Detecteur q Analyseur

10. Magnetisme dans FeO à 143 GPa Badro et al., Phys. Rev. Lett. 83:4101 (1999)

11. Transition électronique dans FeO Struzhkin et al., (2000)

12. 600 métal magnétique ? TNmax paramagnetique 400 Temperature (K) 200 anti-ferromagnetique 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Pression (GPa) Diagramme de phase magnétique de FeO Badro et al., Phys. Rev. Lett. 83:4101 (1999)

13. Quelques techniques… Spectroscopie d’absorption de rayons X Spectroscopie d’émission de rayons X Diffusion inélastique résonnante de rayons X Diffusion inélastique de rayons X Spectroscopie par résonance nucléaire Diffusion Inélastique par résonance nucléaire

14. Principe de la diffusion inélastique E', k' E, k q=k-k' El=E-E'

15. q y Spectromètere de Rowland Detecteur Cellule Rayons X Analyseur

16. Diffusion résonnante dans NiO Kao et al., (1995)

17. Spectre résonnant en perte d’énergie dans NiO valence band Kb elastic crossover 2Q=25° charge transfer Shukla et al., (2001)

18. RIXS dans NiO au mégabar Shukla et al., (2001)

19. Quelques techniques… Spectroscopie d’absorption de rayons X Spectroscopie d’émission de rayons X Diffusion inélastique résonnante de rayons X Diffusion inélastique de rayons X Spectroscopie par résonance nucléaire Diffusion Inélastique par résonance nucléaire

20. Ligne de lumière de diffusion inélastique ID28

21. Diffusion par une feuille de fer dans le vide

22. P=28 GPa P= 0 – 7 – 19 – 28 – 45 – 55 – 64 – 110 GPa Diffusion par le fer dans une CED Fiquet et al., Science298:468 (2001)

23. Vitesses du son dans le fer au delà du mégabar Deux techniques directes: • diffusion inélastique • ondes de choc Fiquet et al., Science298:468 (2001)

24. Conclusions les techniques de spectroscopie X sont disponibles structure et dynamique, magnétisme et élasticité des phonons et plasmons aux excitons et structures de bande La plupart des techniques X sont accessibles pour des mesures dans les conditions extrèmes

25. Le futur des études basées sur les rayons X : révolution ou évolution ? sources de 4ème génération (lasers X) sources de 3,5ème génération (ERL) sources de 3,25ème génération(sources de 3ème génération avec lignes de 4ème génération) Plus de photons ! Plus gros échantillons !

26. Linacs à récupération d’énergie Lasers X

27. Remerciements Collaborateurs Guillaume Fiquet Christophe Bellin François Guyot Abhay Shukla Florent Occelli Viktor Struzhkin Ho-kwang Mao Alexander Goncharov ESRF Michael Krisch Alain Mermet Matteo D’Astuto Herwig Requardt Abhay Shukla Jean-Pascal Rueff Bryan Doyle Mohamed Mezouar Tristan Le Bihan Michael Hanfland APS/NSLS Chi-chang Kao Guoyin Shen Nancy Lazarz Peter Eng Steve Sutton Mark Rivers