Dual source high-flux four-circle diffractometer for the determination of complex structures

Équipement,  AAP 2017-2

Equipe : LCPB, Collège de France

Porteur : Marc Fontecave / Victor Mougel

Résumé :

La diffraction sur monocristaux reste aujourd'hui le meilleur outil de caractérisation des matériaux moléculaires, car elle fournit une image "photographique" de la molécule étudiée, permettant la détermination structurale, l'étude des états redox, la mesure précise des distances de liaison et l'interaction entre les molécules au sein du matériau cristallin. Les études de diffraction sont au cœur de l’étude des composés moléculaires et constituent l'une des techniques de caractérisation les plus importantes pour les matériaux moléculaires poreux tels que les Metal Organic Frameworks (MOF). Elles sont également essentielles à la caractérisation des précurseurs moléculaires utilisés pour la génération de solides poreux préparés par électrodéposition, processus sol-gel ... La diffraction sur monocristal est donc devenue un outil de routine pour déterminer la structure de nouveaux composés chimiques, afin d’affiner la sélection de cristaux avant un run synchrotron ou afin d’obtenir des données haute résolution pour des études de densité de charge. Les récentes améliorations dans le développement de micro-sources de rayons X présentant un flux et une brillance plus élevés et la généralisation de détecteurs à très faible bruit permettent désormais d'accéder en laboratoire à une qualité de données auparavant impossible à atteindre sans avoir recours à des instruments à haut flux équipés d'anodes tournantes ou grâce à des mesures synchrotron. Ces instruments de dernière génération permettent non seulement une détermination de structure plus rapide, mais ouvrent la possibilité d'étudier des cristaux extrêmement petits ou des échantillons hautement poreux avec de grandes cellules cristallines. Le diffractomètre à double source de rayons X acquis dans le cadre de ce projet présente de multiples avantages par rapport aux instruments existants pour la caractérisation des matériaux cristallins: non seulement le flux de rayons X élevé autorisera l’utilisation de cristaux de plus petite taille, mais il permettra également la détermination de structures plus complexes (MOF, densité de charge ...). De plus, l'instrument permettra une détermination plus rapide de la structure et permettra un criblage à haut débit de précurseurs moléculaires.

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