A von Hamos spectrometer based on highly annealed pyrolytic graphite crystal in tender x-ray domain

We have built an x-ray spectrometer in a von Hamos configuration based on a highly annealed pyrolytic graphite crystal. The spectrometer is designed to measure x-ray emission in the range of 2–5 keV. A spectral resolution E/ΔE of 4000 was achieved by recording the elastic peak of photons issued from the GALAXIES beamline at the SOLEIL synchrotron radiation facility

Modification of a Cylindrical Mirror Analyzer for High Efficiency Photoelectron Spectroscopy on Ion Beams

International audienceAn existing cylindrical mirror analyzer (CMA) that was initially equipped with eight channeltrons detectors has been modified to install large micro-channel plate detectors to perform parallel detection of electrons on an energy range corresponding to ~12% of the mean pass energy. This analyzer is dedicated to photoelectron spectroscopy of ions ionized by synchrotron radiation. The overall detection efficiency is increased by a factor of ~20 compared to the original analyzer. A proof of principle of the efficiency of the analyzer has been done for Xe 5+ and Si + ions and will allow photoelectron spectroscopy on many other ionic species

Étude de molécules d'intérêt biologique solvatées en micro-jet liquide par spectroscopie d'électrons en coïncidences

International audienceLa spectroscopie de photoélectrons est une technique puissante qui permet d'étudier les voies de relaxation d’une molécule ionisée après exposition au rayonnement électromagnétique (synchrotron). L’ionisation en couche interne, après l’éjection d’un photoélectron, est souvent suivie d’un déclin Auger (hν + M => M+* + e-ph => M++ + e-ph + e-A). Ici, nous avons utilisé une méthode de spectroscopie en coïncidences entre photoélectrons et électrons Auger qui permet un filtrage efficace des différents processus en jeu. Elle utilise un spectromètre d’électrons de type bouteille magnétique1, largement utilisée pour l’analyse d’atomes et de molécules en phase gaz2, mais dont l’application à des molécules solvatées en phase liquide est encore en plein développement3. A cet effet, notre équipe a conçu un spectromètre qui couple une bouteille magnétique à un micro-jet liquide sous ultravide1,4. La présence d’une contribution notable de l’eau en phase gaz autour du jet liquide rend l’obtention et l’analyse des spectres complexe. Des études ont été menées sur le benzoate de sodium (C5H5NaCOO-) et sur des molécules dérivées avec ce nouveau spectromètre sur la ligne de lumière PLEIADES du synchrotron SOLEIL. Les seuils 1s de l’oxygène et du carbone ont été explorés. La Figure 1 représente la cartographie 2D, en énergie cinétique, des coïncidences entre les photoélectrons C 1s éjectés de cette molécule (en ordonnée) et les électrons Auger correspondants (en abscisse). Des îlots de coïncidences sont bien visibles. Le spectre de photoélectrons est indiqué sur la gauche de la figure. Nous y observons deux pics distincts de photoélectrons issus des six carbones du groupement benzène et du carbone du groupement carboxyle. La projection des données sur l’axe des abscisses (sous la cartographie) nous donne accès aux spectres Auger. Le spectre Auger total (non filtré) est renseigné en noir. Les spectres filtrés en énergie ont été obtenus après sélection de deux bandes représentées par des encadrés bleu et rouge, qui correspondent donc aux spectres Auger consécutifs à l’ionisation sélective des carbones dans leurs deux environnements. Ce filtrage, couplé avec des calculs de chimie quantique, permettra de déterminer et de comparer les états finaux peuplés des molécules analysées en fonction de l’atome initialement ionisé. Des mesures similaires ont été réalisées sur les molécules d’hydroxy-benzoate et d’acide benzoïque. Suite à ces résultats probants, des mesures ont également été réalisées sur une molécule d’intérêt biologique, l’urée (CH4N2O) aux seuils du C 1s, O 1s et N 1s et les résultats correspondant seront également présentés

Etude de molécules d'intérêt biologique solvatées en micro-jet liquide par spectroscopie d'électrons en coïncidences

International audienc

Étude de molécules d'intérêt biologique solvatées en micro-jet liquide par spectroscopie d'électrons en coïncidences

International audienceLa spectroscopie de photoélectrons est une technique puissante qui permet d'étudier les voies de relaxation d’une molécule ionisée après exposition au rayonnement électromagnétique (synchrotron). L’ionisation en couche interne, après l’éjection d’un photoélectron, est souvent suivie d’un déclin Auger (hν + M => M+* + e-ph => M++ + e-ph + e-A). Ici, nous avons utilisé une méthode de spectroscopie en coïncidences entre photoélectrons et électrons Auger qui permet un filtrage efficace des différents processus en jeu. Elle utilise un spectromètre d’électrons de type bouteille magnétique1, largement utilisée pour l’analyse d’atomes et de molécules en phase gaz2, mais dont l’application à des molécules solvatées en phase liquide est encore en plein développement3. A cet effet, notre équipe a conçu un spectromètre qui couple une bouteille magnétique à un micro-jet liquide sous ultravide1,4. La présence d’une contribution notable de l’eau en phase gaz autour du jet liquide rend l’obtention et l’analyse des spectres complexe. Des études ont été menées sur le benzoate de sodium (C5H5NaCOO-) et sur des molécules dérivées avec ce nouveau spectromètre sur la ligne de lumière PLEIADES du synchrotron SOLEIL. Les seuils 1s de l’oxygène et du carbone ont été explorés. La Figure 1 représente la cartographie 2D, en énergie cinétique, des coïncidences entre les photoélectrons C 1s éjectés de cette molécule (en ordonnée) et les électrons Auger correspondants (en abscisse). Des îlots de coïncidences sont bien visibles. Le spectre de photoélectrons est indiqué sur la gauche de la figure. Nous y observons deux pics distincts de photoélectrons issus des six carbones du groupement benzène et du carbone du groupement carboxyle. La projection des données sur l’axe des abscisses (sous la cartographie) nous donne accès aux spectres Auger. Le spectre Auger total (non filtré) est renseigné en noir. Les spectres filtrés en énergie ont été obtenus après sélection de deux bandes représentées par des encadrés bleu et rouge, qui correspondent donc aux spectres Auger consécutifs à l’ionisation sélective des carbones dans leurs deux environnements. Ce filtrage, couplé avec des calculs de chimie quantique, permettra de déterminer et de comparer les états finaux peuplés des molécules analysées en fonction de l’atome initialement ionisé. Des mesures similaires ont été réalisées sur les molécules d’hydroxy-benzoate et d’acide benzoïque. Suite à ces résultats probants, des mesures ont également été réalisées sur une molécule d’intérêt biologique, l’urée (CH4N2O) aux seuils du C 1s, O 1s et N 1s et les résultats correspondant seront également présentés

Etude de molécules d'intérêt biologique solvatées en micro-jet liquide par spectroscopie d'électrons en coïncidences

International audienc

A microfluidic dosimetry cell to irradiate solutions with poorly penetrating radiations: a step towards online dosimetry for synchrotron beamlines

International audienceSynchrotron radiation can induce sample damage, whether intended or not. In the case of sensitive samples, such as biological ones, modifications can be significant. To understand and predict the effects due to exposure, it is necessary to know the ionizing radiation dose deposited in the sample. In the case of aqueous samples, deleterious effects are mostly induced by the production of reactive oxygen species via water radiolysis. These species are therefore good indicators of the dose. Here the application of a microfluidic cell specifically optimized for low penetrating soft X-ray radiation is reported. Sodium benzoate was used as a fluorescent dosimeter thanks to its specific detection of hydroxyl radicals, a radiolytic product of water. Measurements at 1.28 keV led to the determination of a hydroxyl production yield, G (HO . ), of 0.025 ± 0.004 µmol J −1 . This result is in agreement with the literature and confirms the high linear energy transfer behavior of soft X-rays. An analysis of the important parameters of the microfluidic dosimetry cell, as well as their influences over dosimetry, is also reported

The All-Seeing Eye of Resonant Auger Electron Spectroscopy : A Study on Aqueous Solution Using Tender X-rays

X-ray absorption and Auger electron spectroscopies are demonstrated to be powerful tools to unravel the electronic structure of solvated ions. In this work for the first time, we use a combination of these methods in the tender X-ray regime. This allowed us to address electronic transitions from deep core levels, to probe environmental effects, specifically in the bulk of the solution since the created energetic Auger electrons possess large mean free paths, and moreover, to obtain dynamical information about the ultrafast delocalization of the core-excited electron. In the considered exemplary aqueous KCl solution, the solvated isoelectronic K+ and Cl- ions exhibit notably different Auger electron spectra as a function of the photon energy. Differences appear due to dipole-forbidden transitions in aqueous K+ whose occurrence, according to the performed ab initio calculations, becomes possible only in the presence of solvent water molecules

Electron-electron coincidence measurements of solvated molecules with a liquid micro-jet device

International audienceThanks to a magnetic bottle-time-of-flight multi-electron spectrometer, we have filtered out the O 1s Auger spectra of the liquid phase and the gas phase in a liquid micro-jet environment. Interesting results are also shown in the C 1s case for a few benchmark molecule

Electron-electron coincidence measurements of solvated molecules with a liquid micro-jet device

International audienceThanks to a magnetic bottle-time-of-flight multi-electron spectrometer, we have filtered out the O 1s Auger spectra of the liquid phase and the gas phase in a liquid micro-jet environment. Interesting results are also shown in the C 1s case for a few benchmark molecule