Introduction à la diffusion de neutrons aux petits angles

Lairez, D.

doi:10.1051/jp4:200300010

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“…The neutrons of different wavelengths are then separated through their speed, the fastest neutrons moving faster than the slower ones. It method enables to work with a good resolution (35) (36). It is obviously suited to pulsed sources (spallation sources) and is lead to develop since all new modern bright sources are spallation sources.…”

Section: Spectrometersmentioning

confidence: 99%

“…Please first keep in mind that a SANS experimental is always an experiment with a poor experimental resolution. There are three main contributions to this resolution coming from the velocity 01004-p. 35 selector, the collimator and from the detector, this last contribution being important and not to be forgotten. In the following I have only reported the most important formula.…”

Section: Experimental Resolution Of a Spectrometermentioning

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Small-Angle Neutron Scattering

Dasannacharya¹,

Goyal

2016

Encyclopedia of Nanotechnology

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Small Angle Neutron Scattering (SANS) is a technique that enables to probe the 3-D structure of materials on a typical size range lying from ∼ 1 nm up to ∼ a few 100 nm, the obtained information being statistically averaged on a sample whose volume is ∼ 1 cm 3. This very rich technique enables to make a full structural characterization of a given object of nanometric dimensions (radius of gyration, shape, volume or mass, fractal dimension, specific area.. .) through the determination of the form factor as well as the determination of the way objects are organized within in a continuous media, and therefore to describe interactions between them, through the determination of the structure factor. The specific properties of neutrons (possibility of tuning the scattering intensity by using the isotopic substitution, sensitivity to magnetism, negligible absorption, low energy of the incident neutrons) make it particularly interesting in the fields of soft matter, biophysics, magnetic materials and metallurgy. In particular, the contrast variation methods allow to extract some informations that cannot be obtained by any other experimental techniques. This course is divided in two parts. The first one is devoted to the description of the principle of SANS: basics (formalism, coherent scattering/incoherent scattering, notion of elementary scatterer), form factor analysis (I(q→0), Guinier regime, intermediate regime, Porod regime, polydisperse system), structure factor analysis (2 nd Virial coefficient, integral equations, characterization of aggregates), and contrast variation methods (how to create contrast in an homogeneous system, matching in ternary systems, extrapolation to zero concentration, Zero Averaged Contrast). It is illustrated by some representative examples. The second one describes the experimental aspects of SANS to guide user in its future experiments: description of SANS spectrometer, resolution of the spectrometer, optimization of spectrometer configurations, optimization of sample characteristics prior to measurements (thickness, volume, hydrogen content.. .), standards measurements to be made and principle of data reduction. Résumé. (La Diffusion de Neutrons aux petits angles (DNPA) est une technique permettant de sonder la structure 3-D de matériaux sur une gamme typique de taille comprise entre ∼1 nm) et ∼ quelques 100 nm, les informations obtenues étant statistiquement moyennées sur la taille de l'échantillon dont le volume est d'environ 1 cm 3. C'est une technique très puissante car elle permet de faire une caractérisation complète de la structure d'un objet donné de dimensions nanométriques (rayon de giration, forme, volume, masse, dimension fractale, surface spécifique.. .) grâce à la détermination du facteur de forme, ainsi que la détermination de la manière dont les objets sont organisés au sein d'un milieu continu, et donc de décrire les interactions entre les objets, par la détermination du facteur de structure. Les propriétés spécifiques de neutrons (possibilité de moduler le contraste pa...

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Section: Spectrometersmentioning

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Section: Experimental Resolution Of a Spectrometermentioning

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Small-Angle Neutron Scattering

Dasannacharya¹,

Goyal

2016

Encyclopedia of Nanotechnology

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“…Dans la pratique, il s'agit plutôt d'un paquet d'onde dont les dimensions varient en raison inverse de la largeur chromatique et de la divergence du faisceau et détermine son volume de cohérence. La sélection mécanique de la vitesse des neutrons incidents entraîne une incertitude relative v/v = / constante qui ne dépend que de la géométrie du passage hélicoïdal réservé aux neutrons [1]. Pour un neutron donné, cette incertitude détermine celle de son impulsion dans le sens longitudinale de sa propagation: p long.…”

Section: Cohérence Du Faisceauunclassified

Bonnes pratiques de la diffusion de neutrons aux petits angles

Lairez

2010

Journées de la Neutronique

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Résumé. Conceptuellement, une expérience de diffusion de rayonnement donne accès à la densité spectrale de puissance de la densité de longueur de diffusion d'un échantillon (ou section efficace différentielle de diffusion). Cette grandeur s'exprime en cm 2 .Ce cours se veut un guide pratique et explicatif de la réalisation d'une expérience sur un spectromètre de diffusion de neutrons aux petits angles. Dans un premier temps le vocabulaire est précisé. Les notions de cohérence du faisceau en relation avec la résolution instrumentale sont abordées. Puis sont exposées les idées générales devant guider l'expérimentateur dans le choix des réglages du spectromètre. Sont exposées ensuite les mesures, qui outre celle de la diffusion de l'échantillon, doivent être réalisées pour extraire l'information souhaitée des données collectées: mesure de la transmission; mesure permettant la normalisation des spectres par l'efficacité du détecteur; mesure des différentes contributions qui s'ajoutent au spectre inhérent à l'échantillon; étalonnage du spectromètre permettant d'exprimer la mesure en unité absolue; etc. Très souvent, l'expérimentateur ne s'intéresse qu'à la contribution due aux corrélations des fluctuations du contraste local dans l'échantillon. Aux petits angles, les fluctuations de densité ou celles dites « incohérentes » s'apparentent alors à un bruit de fond inhérent à l'échantillon. Nous discuterons de la façon d'évaluer et de soustraire ces contributions.

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“…D'une part on mesure rarement la totalité du spectre d'intensité diffusée et d'autre part il est absolument nécessaire de tenir compte de la résolution instrumentale. En DNPA la résolution est généralement une fonction du vecteur de diffusion [1] car le monochromateur est tel que / est constant, tandis que la géométrie du détecteur et de la collimation sont telles que est constant. Tenir compte de cette fonction d'appareil n'est donc pas une simple opération de déconvolution.…”

Section: Espace Direct Et Espace Réciproqueunclassified