Laboratoire de caractérisation des matériaux (LCM)

L'infrastructure humaine et instrumentale du LCM constitue un pôle important pour la recherche sur les matériaux. Elle est accessible à tous les chercheurs du domaine. La mission du LCM comprend la formation des étudiants et des chercheurs, l'offre de services d'analyse des échantillons et l'établissement de collaborations et de partenariats de recherche.

Présentation

Le Laboratoire regroupe des infrastructures de pointe dans le domaine de la recherche sur les matériaux. Parmi les installations majeures du LCM, notons plusieurs techniques d'imagerie à sonde de balayage (AFM, STM, LFM, MFM, EFM), de microspectroscopie vibrationnelle (FT-IR et Raman), de spectroscopie ellipsométrique et de spectroscopie à résonance de plasmons de surface (SPR).

Le Département de chimie possède aussi des installations modernes pour la caractérisation des matériaux par résonance magnétique nucléaire. Ces équipements d'intérêt majeur pour les sciences des matériaux offrent une large gamme d'analyses moléculaires, nano et micrométriques.

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Formulaire et règlements et du LCM

Directions 

Tarifs

Tarification LCM des services SPM, micro-Raman & FTIR

Grille de tarification

Plage horaire UdeM & CRMAA-GCM- RQMP Autres académiques Contrats industriels**

Semaine de jour (lundi au vendredi)  Utilisation autonome*

20 $ / h 40 $ / h 200 $ / h
Semaine de jour (lundi au vendredi) Service avec opérateur 55 $ / h 90 $ / h 290 $ / h
Soirée, nuits et jours  de fin de semaine; Utilisation autonome* 10 $ / h 20 $ / h 100 $ / h
Utilisation autonome* au-delà du seuil souple (en tout temps) 5 $ / h 10 $ / h          -
Formation $ 75 $ 100 $ 150

*Utilisateurs autorisés seulement (formation obligatoire)

Tarifs avantageux (seuil souple de 120 h/ an)

Les utilisateurs du LCM peuvent bénéficier d'un tarif préférentiel au-delà d'un seuil souple de 120 h accumulées durant l'année fiscale. À titre d'exemple, au-delà du seuil souple de 120 h, le coût horaire applicable à l'utilisation d'une technique est de 5 $ /h pour les utilisateurs académiques internes (chimie UdeM, CRMAA, GCM, RQMP) et 10 $ /h pour les autres utilisateurs académiques.

Formation

Pour avoir accès librement à un appareil-LCM, les futurs utilisateurs doivent obligatoirement suivre des séances de formation pratique sur le système. Les tarifs sont déclinés ci-dessous :

  • Formation personnelle (une seule personne) : 75 $ académique interne (chimie UdeM, CRMAA, GCM & RQMP), 100$ autres académiques  & 150 $ industrie
  • Formation en groupe (maximum 3 personnes) : 50 $ à 100 $ / personne additionnelle

Services et politique d'accès

Les laboratoires du LCM sont des laboratoires multi-usagers accessibles à l'ensemble de la communauté scientifique (universitaire et industrielle), moyennant certains frais d'utilisation. Voici un aperçu des services offerts par le LCM :

  • Formation des chercheurs aux différentes techniques spectroscopiques et microscopiques disponibles au LCM, ainsi que la supervision soutenue lors de l'utilisation des appareils.
  • Services professionnels d'analyse et de caractérisation des échantillons; aide à l'interprétation des résultats obtenus.
  • Conseils et tests de faisabilité : études préliminaires exploratoires afin d'aider certains nouveaux demandeurs à juger de la pertinence d'appliquer des techniques LCM à leurs besoins spécifiques.
  • Aide pour le développement de méthodes, l'élaboration de collaborations et les partenariats de recherche.

Réservation et utilisation

Au moins une heure d'utilisation est requise afin de valider une réservation.

Le maximum d'heures autorisées par personne, du lundi au vendredi, est de 9 heures par semaine, réparties sur une ou plusieurs journées, et ce, de 8 h à 17 h.

Aucune limitation quant au temps d'utilisation n'est cependant exigée durant les soirs et les fins de semaine (applicable seulement pour les utilisateurs formés sur l'appareil et pour les labos SPM et FTIR). Les réservations sont autorisées au-delà de 2 semaines à l'avance à partir de la semaine courante.

Pour procéder à une réservation, il suffit de se rendre sur le site: Serveur Réservation LCM et suivre les instructions.

Laboratoires

Laboratoire de microscopie à sonde balayante du LCM

L'unité de microscopie à balayage de sonde du LCM comprend 6 microscopes à force atomique de type Bruker (MultiMode8, Dimension 3100, ICON FastScan, E-Scope), ANASYS (NanoIR2), WItec (ALPHA 300RS). Ces systèmes d'imagerie à fonctions multiples conjuguent performances et applications complémentaires. Ils sont munis d'accessoires et de modules additionnels qui augmentent leurs capacités opérationnelles et élargissent leurs champs d'applications : différents modes et techniques d'imagerie en air, en milieu liquide et à température variable.

Ces équipements d'intérêt majeur pour les domaines des nanosciences et des nanotechnologies permettent la caractérisation directe à l'échelle nanométrique de la surface des matériaux.

Consultez les règlements et tarifs du LCM.

Caractéristiques techniques

  • AFM: Microscopie à force atomique, en mode contact et intermittent dans l'air et en liquide.
  • STM: Microscopie à effet tunnel, mesure la topographie des surfaces conductrices et semi-conductrices ainsi que distribution surfacique de la densité électronique.
  • FMM: Microscopie à modulation de force .
  • LFM: Microscopie à force latérale, sonde les propriétés mécaniques (forces de friction) de la surface.
  • PIM: Microscopie à imagerie de phase, détecte l'hétérogénéité chimique à la surface et révèle les différents domaines de phase.
  • EFM: Microscopie à force électrique, explore les propriétés électrostatiques à l'interface et donne la distribution de charge.
  • MFM: Microscopie à force magnétique, image et illustre les propriétés magnétiques de la surface.
  • Imagerie Scan Asyst : l'optimisation Scan Asyst nous offre une amélioration drastique de la résolution latérale en imagerie AFM grâce à un contrôle accru des forces d'interactions entre la pointe et la surface jumelée à une optimisation automatique des paramètres d’optimisation, ceci améliore la productivité ainsi que la reproductibilité
  • Peak Force QNM : Le PFQNM permet la cartographie quantitative des propriétés nano-mécaniques de surfaces. De chaque pixel (interaction pointes/échantillon) sont extraites les propriétés nano-mécaniques telles que le module, l'adhérence, la déformation et la dissipation.
  • Peak Force Tuna : PFTUNA permet d'obtenir le relevé cartographique de la conductivité sur tous les échantillons, même les plus délicats.
  • KPFM : Microscopie Kelvin Probe, permet de cartographier le potentiel de surface avec une résolution latérale de l'ordre du nm.
  • Haute vitesse (FastScan): Imagerie à très haute vitesse (20 Hz): permettant de suivre des phénomènes dynamiques en temps réel avec une résolution nanométrique de manière non-dommageable pour l’échantillon ou la sonde
  • Milieux: Imagerie dans l'air, en milieu liquide et à température variable.
  • Scanner Closed-loop: Permet de revenir à un point défini (au nm près), pour des mesures de spectroscopiques de force ou nanolythographiques.
  • Géométrie ouverte et porte échantillon (15x15 po2) : Accommodante aux montages sophistiqués en vue de couplage expérimental à l’AFM et pour l’imagerie de pièces/composantes de grande dimension sans altérations nécessaires.
  • AFM-Raman: Imagerie Raman confocale (2D et 3D) à haute résolution spatiale (jusqu'à 100 nm) combinée à l'imagerie AFM. Acquisition à un point défini (au nm près) de spectres Raman.
  • SNOM: Scanning Near-field Optical Microscopy, permettant l’imagerie optique, non destructive, avec une résolution bien au-delà de la limite de diffraction, soit une résolution latérale 50-100 nm, (possibilité de travailler en milieu air ou liquide).
  • AFM-IR: le NanoIR2 permet l'acquisition simultanée d’images topographiques à résolution spatiale nanométrique couplée à une imagerie d’absorption infrarouge de résolution spatiale similaire. Acquisition à un point défini (au nm près) de spectres infrarouges sur un large domaine spectral.Étude de  l’orientation moléculaire par polarisation du faisceau infrarouge. Mesures IR par polarisation
  • NanoTA: Analyse thermique (transitions de phases) localisé au nm près. 

Laboratoire de spectroscopie vibrationelle du LCM

Spectroscopie Raman

Le LCM est doté de 2 spectromètres Raman (Renishaw RM 3000 et InVia) couplés à des microscopes optiques (Leica) et à 4 lasers d'excitation. Cette installation de pointe est le système le plus performant et polyvalent de la société Renishaw.

Caractéristiques techniques

  • 4 longueurs d'onde différentes : 488 nm, 514 nm (>100mW), 633 nm, 785 nm
  • 2 réseaux de diffraction : 1800 et 1200 lignes/mm
  • Microspectroscopie Raman conventionnelle et en mode confocal
  • Cartographie spectrale point par point (Raman mapping)
  • Analyse spectrale en profondeur (Raman depth profiling)
  • Imagerie Raman de surface à nombre d'onde fixe (Raman global imaging)
  • Imagerie Raman linéaire (linefocus imaging)
  • Mesures de photoluminescence

Système de modulation de la polarisation            Microspectromètre Raman

Accessoires et autres options

  • Cellule thermostatée pour mesures Raman à température variable (-197 à 600 oC)
  • Plusieurs objectifs (x5, x20, x50, x40, x100)
  • Caméra vidéo couplée au microscope optique pour acquisition numérique des images des structures
  • Platine motorisée pour exploration/positionnement fin en XYZ de l'échantillon
  • Échantillonnage Raman à distance (Raman macro-sampling Kit)
  • Possibilité de faire des mesures Raman en fonction de la polarisation

Spectroscopie infrarouge

Le système Stingray combine un spectromètre infrarouge à transformée de Fourier Digilab FTS7000e, un microscope IR UMA600 et un détecteur Lancer formé d'une matrice à plan focal 32 sur 32.

Le spectromètre permet l'analyse sur le domaine spectral 750-7500 cm-1. L'imageur Lancer est formé d'une matrice de 32 sur 32 détecteurs qui permet l'acquisition d'images spectrales à une résolution spatiale de 6 mm et d'une aire de 200 sur 200 mm2. Le système BioRad FTS-6000 Step-Scan donne accès à des techniques d'échantillonnage avancées en spectroscopie infrarouge. Le spectromètre est équipé d'un module photoacoustique et d'un accessoire permettant d'enregistrer des mesures en modulation de polarisation, en transmission ou en réflexion-absorption.

Laboratoire d'analyse de surface du LCM

Équipement du Laboratoire d'analyse de surface :

  • Ellipsomètre spectroscopique M-2000V de J.A. Woollam Co

Ellipsomètre Spectroscopique

Renseignements

Spectroscopie vibrationnelle

Dr Samir Elouatik
Pavillon J.-Armand-Bombardier, bureau 3050
Téléphone : 514 340-5177, postes 2509 (bureau), ou 2533, 2535 et 2537 (labos)
Télécopieur : 514 343-7586

Microscopie à sonde balayante et analyse de surface

Patricia Moraille (M. Sc.)
Pavillon J.-Armand-Bombardier, bureau 3050
Téléphone : 514 340-5177, postes 2509 (bureau) ou 2539 (labo)
Télécopieur : 514 343-7586

Direction des installations centrales / Développement des affaires (industrie) / Groupe de couche mince (GCM)

Martin Giguère (MBA)

Pavillon J.-Armand-Bombardier, bureau 5074

École Polytechnique / Université de Montréal

Téléphone : 514 340-4711, poste 7459

Télécopieur : 514 340-5195

Adresses / Livraisons

Adresse postale

Laboratoire de caractérisation des matériaux
Université de Montréal-PJAB
Département de chimie
C. P. 6128, succursale Centre-ville
Montréal (Québec) H3C 3J7

Adresse de livraison par messagerie

Laboratoire de caractérisation des matériaux
Université de Montréal-Département de chimie
Pav. J. Armand Bombardier (PJAB), local 3050
5155, Ave Decelles (sur le Chemin de la Rampe/campus UdeM)
Montréal (Québec) H3T 2B1

Directions