Le 21 juin dernier, l’Université de Twente a inauguré un nouveau centre de recherche à la pointe de la technologie au sein de son Nanolab. Cette ouverture marque une étape importante dans la capacité de l’université à mener des recherches de pointe dans les domaines de la caractérisation des photoélectrons et de la synthèse de matériaux avancés.
L’acquisition d’un équipement de pointe, l’operando HAXPES, a été rendue possible grâce à une subvention de 2,2 millions d’euros du programme NWO-large du Conseil néerlandais de la recherche.
L’operando HAXPES : une première mondiale
L’operando HAXPES (HArd X-ray PhotoElectron Spectroscopy) est le premier appareil de ce type au monde. Il permet aux chercheurs de l’Institut MESA+ de l’Université de Twente de sonder l’intérieur des matériaux, à l’interface de deux couches différentes, pendant que les matériaux sont actifs. Cet équipement innovant ouvre de nouvelles perspectives pour le développement de batteries de nouvelle génération et de catalyseurs pour la production d’hydrogène vert.
Les machines HAXPES utilisent des rayons X à haute énergie pour sonder les échantillons, permettant ainsi l’examen des niveaux de cœur profonds, des interfaces enfouies et des propriétés volumiques des matériaux. L’appareil permet aux chercheurs d’étudier les matériaux à un niveau beaucoup plus profond que la spectroscopie photoélectronique à rayons X (XPS) conventionnelle.
Des mesures « operando » inédites
Le nouvel HAXPES de MESA+ permet également de réaliser des mesures «operando» innovantes. Cela signifie que des gaz et des liquides peuvent être présents, ce qui est impossible avec l’XPS classique, qui nécessite un vide ultra-poussé. Les chercheurs de l’UT peuvent désormais étudier les matériaux énergétiques pendant que les réactions chimiques se produisent.
Comme l’explique le professeur Guus Rijnders, responsable du groupe de recherche sur les matériaux inorganiques fonctionnels à l’Université de Twente : «L’operando HAXPES nous permet d’étudier les matériaux dans des conditions réelles de fonctionnement. C’est un outil précieux pour comprendre les mécanismes fondamentaux à l’œuvre dans les batteries et les catalyseurs, et ainsi optimiser leur performance.»
Un équipement complémentaire : le Pulsed Laser Deposition
Outre la machine HAXPES, le nouveau centre de recherche est équipé d’un appareil de dépôt par laser pulsé (PLD). Avec le PLD, les chercheurs peuvent synthétiser des films minces et des nanostructures de haute qualité, essentiels pour les applications dans les domaines de l’énergie, des technologies de l’information et de la science des matériaux fondamentale.
Le PLD se distingue par ses fonctionnalités clés, notamment le chauffage direct des échantillons avec un laser CO2, qui permet d’atteindre des températures ultra-élevées. Combiné à l’operando HAXPES, il offre aux chercheurs de l’Université de Twente un ensemble d’outils unique pour explorer de nouveaux horizons dans la science des matériaux.
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