Zoom Science - Diffusion Résonante Inélastique des rayons X, une technique puissante pour sonder les matériaux - Janvier 2025

La diffusion inélastique résonante des rayons X (RIXS) est une technique puissante combinant spectroscopie et diffusion inélastique pour étudier la structure électronique des matériaux. Elle repose sur l’interaction des rayons X avec la matière, où les spectres RIXS peuvent être approximés comme une combinaison de l’absorption et de l’émission de rayons X. Le RIXS permet notamment de sonder les excitations collectives (magnons, phonons, plasmons, orbitons) dans les matériaux quantiques et d’explorer les propriétés des matériaux en conditions operando ou extrêmes avec des rayons X durs. Cet article présente les récentes avancées du RIXS en instrumentation, analyse des données et applications. Il évoque aussi l’avenir de cette spectroscopie sur les nouvelles stations expérimentales de lasers à électrons libres, qui promettent de révolutionner l’étude des processus ultra-rapides et des interactions non linéaires des rayons X avec la matière.

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Référence

"Resonant inelastic X-ray scattering"

Frank M. F. de Groot, Maurits W. Haverkort, Hebatalla Elnaggar, Amélie Juhin, Ke-Jin Zhou, Pieter Glatzel

Nature Reviews Methods Primers, 4, 1-21 (2024)

Article

Contacts

amelie.juhin(at)upmc.fr

hebatalla.elnaggar(at)upmc.fr

Légende 

(a) Principe de la spectroscopie RIXS. Différentes excitations élémentaires pouvant être sondées par RIXS dans la matière condensée, et leur énergie associée. (b) Fe Kα Fluorescence résolue à haute énergie détectée, un type de RIXS, mesurée dans la magnétite (Fe3O4) de 10 à 1200 K. Trois pics (i, ii, iii) peuvent être vus progressant en fonction de la température. (c) Les changements dans les spectres peuvent être liés au transfert de charge entre les sites octaédriques et tétraédriques de la magnétite. [Elnaggar et. al, Phys. Rev. Lett., 127, 186402 (2021)].