Ce module a pour but le développement de procédés et d’outils de caractérisation de pointe dans le domaine micro- et nanométrique ainsi que la mise à disposition interne et externe d’instruments d’analyse de haut niveau dans le domaines des mesures nano et micrométriques. L’Empa dispose d’un parc important d’appareils d’analyse de premier ordre dans le domaine miro- et nanométrique ainsi que d’experts des plus qualifiés pour les exploiter. Parallèlement à cela, plusieurs laboratoires de l’Empa développent, en collaboration avec des partenaires de l’industrie, des instruments et des procédés de haut niveau pour la caractérisation analytique à l’échelle du nanomètre. L’Empa dispose aussi d’un vaste savoir-faire qu’elle met à disposition pour des conseils ou des projets de coopération.

Les instruments et compétences dont dispose l’Empa sont:

• Analyses globales: parmi les techniques typiques que maîtrise l’Empa on peut citer la tomographie X, la tomographie FEB/FIB, NMR et TEM (STEM, DF, BF, EELS, EDX); les essais micro- et nanomécaniques (indentation, griffure, flexion et traction) et la caractérisation magnétique et électrique à différentes températures spécifiques. L’Empa exploite encore un PPMS. La spectrométrie atomique et plasma (GFAAS, ICP-OES, ICP-MS) permettent de réaliser une caractérisation chimie dans le domaine du nanogramme.
• Analyses de surface: les instruments typiques dont dispose l’Empa comprennent ToF-SIMS (en combinaison avec SEM et AFM), XPS, AES, LEED (en combinaison avec STM), RAMAN (avec SERS et TERS), SPM (avec STM/STS, AFM, SFM, SAFM), Nano-XAS, RAIRS, LA-ICPMS, SEM (EBSD, EDX, GIS).
• Analyse de profils en profondeur: un grand nombre des techniques mentionnées plus haut peuvent être combinées avec l’analyse de profils en profondeur. Les instruments typiques dont dispose l’Empa sont: GDOES, GDMS, XPS, AES, ToF-SIMS et microtome.
• Mesure des particules: la plus grande partie des procédés d’imagerie en haute résolution (TEM, tomographie X, AFM, Nano-XAS et ToF-SIMS) peuvent s’utiliser pour la mesure de la taille des particules et l’analyse de leur composition. Différents procédés sont disponibles pour le fractionnement granulométrique et l’analyse chimique de nanoparticules dans les aérosols (SMPS, FMPS, NSAM, CPC, APS, ELPI, suivis d’une analyse globale) et dans les liquide/suspensions (centrifugation séquentielle ou filtration suivis d’une analyse globale, FFF-ICP-MS). Le comportement d’agglomération des nanoparticules peut être étudié dans une nouvelle soufflerie.
• Caractérisation des matériaux assistée par ordinateur: la simulation permet de relier les observations expérimentales avec les propriétés physiques et chimiques de modèles réalistes à l’échelle de l’atome. Ceci permet le design et l’analyse «in silico» de nouveau matériaux à partir des propriétés recherchées, facilitant ainsi l’expérimentation subséquente.