Les PFIB-SEM sont rares en milieu universitaire, et ceux à technologie plasma comme cette nouvelle acquisition, plus encore. Cet équipement conforte la collaboration sur cette technique entre Grenoble INP - UGA et le CEA. Cet instrument de toute dernière génération va ouvrir de nouvelles capacités pour la nano- structuration des matériaux, étape indispensable dans la chaine de développement de nouveaux matériaux.

Rare en milieu universitaire, le PFIB-SEM, instrument scientifique couplant une sonde ionique focalisée (focused ions beam, FIB) avec un microscope électronique à balayage (MEB), permet de graver la matière avec une précision inférieure à 10 nm à l’aide d’un faisceau d'ions focalisé. Pour ce nouvel outil, une technologie nouvelle à plasma xénon remplace celle à base d’ions gallium. L’appareil se comporte comme un scalpel nanométrique permettant de creuser la matière, couplé à un microscope électronique pour l’observer.

De multiples applications
Cet instrument de toute dernière génération va ouvrir de nouvelles capacités pour la nano- structuration des matériaux, étape indispensable dans la chaine de développement de nouveaux matériaux.
L’innovation qu’offre la source plasma de ce nouveau FIB permet d’élargir les possibilités offertes en matière d’imagerie 3D : en augmentant considérablement les vitesses d’abrasion ionique jusqu’à un facteur 20 par rapport à un FIB traditionnel au gallium, elle permet d’obtenir des coupes de plusieurs dizaines de microns de côté en quelques minutes, très utiles pour la préparation d’échantillons pour la microscopie électronique à transmission ou encore l’observation in situ / operando de dispositifs.
« Cet instrument est un atout unique pour accompagner les programmes de R&D avec nos partenaires académiques ou industriels ». Pascale Bayle-Guillemaud, directrice du Irig.
La fabrication de lames minces (moins de 100 nanomètres d’épaisseur) pour la microscopie électronique en transmission (MET) est particulièrement utile pour l’observation de matériaux architecturés.

Un équipement mutualisé
L'Irig et Grenoble INP - UGA ont ainsi uni leurs compétences et acquis ce PFIB-SEM pour répondre aux enjeux importants du développement de matériaux innovants : mieux comprendre la micro et la nano-structuration des matériaux les plus divers de la micro- électronique et du numérique du futur, des nouvelles technologies pour l’énergie comme les batteries ou même des tissus biologiques.
Installé fin 2022 sur la plateforme de nanocaractérisation (PFNC) du CEA sur le site grenoblois de Minatec, campus d’innovation unique en Europe dans le domaine des micro et nanotechnologies, il sera utilisé par des experts du CEA et de Grenoble INP - UGA. I​il a été financé pour moitié par l'Irig, et pour l’autre moitié par Grenoble INP - UGA (25 % du total) et le Labex CEMAM^*** (25 % reversés à Grenoble INP - UGA).




*Plasma Focused Ion Beam - Scanning Electron Microscope : sonde ionique focalisée à source plasma xénon (plasma FIB) couplée à un microscope électronique à balayage équipé d’un canon à émission de champ (SEM). Credit CEA​

^**Consortium des Moyens Techniques Communs

^***Centre d’excellence pour les matériaux architecturés multifonctionnels