Acquisition d'un Système de Spectromètre

Les propriétés électroniques des semi-conducteurs organiques et des nanomatériaux envisagées pour ce type d’applications doivent être caractérisées avec précision pour permettre leur optimisation basée sur la connaissance et élaborer des concepts de nouveaux dispositifs. Le but de la recherche permise par l’équipement acheté est d’établir des dispositifs organiques et hybrides de prochaine génération pour la conversion d’énergie dans des applications photovoltaïques et thermoélectriques, soit à conversion de l’énergie solaire et d’autres pertes de chaleur en électricité, en ciblant l’objectif de développement durable 7 (Énergie propre et d’un coût abordable) des Nations Unies et les objectifs du Canada en matière d’énergie propre et de croissance propre, comme ils sont définis dans la Stratégie fédérale de développement durable. De nouvelles approches sont mises au point concernant le dopage de semi-conducteurs organiques en vue de leur utilisation dans des dispositifs optoélectroniques, des applications thermoélectriques et des dispositifs photovoltaïques organiques-inorganiques, et concernant la compréhension de la photophysique des points quantiques de carbone pour exploiter leur plein potentiel dans des applications. Les efforts à déployer pour atteindre ces objectifs nécessitent une infrastructure expérimentale polyvalente permettant de réaliser des échantillons des matériaux utilisés pour les applications susmentionnées et de caractériser précisément leurs propriétés électroniques. En raison de la sensibilité des matériaux concernés, il faut obligatoirement travailler uniquement sous atmosphère inerte ou ultravide. Ces méthodes sont déjà possibles pour la création des échantillons grâce à l’utilisation de l’infrastructure expérimentale existante. La caractérisation précise de leurs propriétés électroniques sera réalisée par spectroscopie de photoélectrons UV à l’aide du spectromètre acheté, qui doit être rattaché à l’infrastructure expérimentale existante (une chambre ultravide couplée à une boîte à gants sous atmosphère inerte) utilisée pour la création des échantillons. Cela permettra de préparer les échantillons dans la boîte à gants et la chambre ultravide et de les transférer ensuite dans le spectromètre acheté aux fins de caractérisation sans exposition aux conditions ambiantes (air et humidité). Le département de Physique cherche à faire l’acquisition d’un système de spectromètre selon les modalités des présents Documents d’appel d’offres ainsi que les spécifications techniques mentionnées à l’ANNEXE 18 - Spécifications Techniques. Le fournisseur doit offrir un système de spectromètre préconfiguré comportant une chambre ultravide utilisant du mumétal permettant de bloquer suffisamment les champs magnétiques externes, un équipement de transfert linéaire pour les échantillons de type « flag », des pompes (prépompe sans huile; pompes turbomoléculaire, pièges à ions, pompes à sublimation de titane), des dispositifs de mesure de la pression, un pistolet ionique à pulvérisation d’argon pour le nettoyage des échantillons, un cadre de soutien pour le spectromètre qui respecte une position de transfert et de mesure des échantillons en ligne avec l’équipement ultravide, un système d’étuvage nécessaire pour l’ultravide, des armoires pour les unités électroniques, un logiciel d’acquisition et d’analyse de données et, à titre d’élément clé, un analyseur d’énergie hémisphérique. L’annexe 18 présente les caractéristiques techniques. L’analyseur peut effectuer la spectroscopie de photoélectrons UV en modes transmission et dispersion angulaire; il est fixé à la chambre ultravide selon une orientation horizontale et comprend de préférence un détecteur à deux dimensions (galette de microcanaux). Le système du spectromètre comprend une source d’UV à haute intensité (pompés différentiellement) qui servira principalement pour le gaz hélium, tout en étant compatible avec les gaz néon, l’argon, le krypton, le xénon et l’hydrogène. Afin d’atténuer l’intensité lumineuse pour les échantillons susceptibles aux dommages liés au faisceau, la source d’UV est rétractable, et il y a une collerette dédiée placée perpendiculairement au trajet de la lumière pour l’ajout d’obturateurs rétractables construits sur mesure (à l’aide de pièces disponibles). Un manipulateur d’échantillons à quatre axes orientés verticalement (par CreaTec Fischer & Co. GmbH) est disponible et sera dédié au spectromètre acheté afin de tenir les échantillons pendant les mesures par spectroscopie de photoélectrons UV. Le système du spectromètre et la chambre ultravide sont conçus pour être compatibles avec ce manipulateur. En outre, le système de spectromètre peut servir à d’autres techniques expérimentales, y compris la spectroscopie de photoélectrons X, par l’ajout d’une source de rayons X monochromatique comme amélioration future, pour laquelle des raccords CF appropriés sont disponibles sur la chambre ultravide. Le système de spectromètre sera relié à une chambre ultravide existante en activité à l’heure actuelle à l’Université Concordia, qui servira également de chambre Load Lock et de préparation des échantillons pour le dépôt sous vide de fines couches. Le système de spectromètre comporte une ligne de transfert en position verticale conformément à la chambre ultravide existante, qui est de plus reliée à une boîte à gants MBraun UniLab Pro (pour la préparation d’échantillons grâce à un traitement par solution). Le mouvement de l’équipement de transfert linéaire du système de spectromètre suffit pour transférer des échantillons dans la chambre ultravide existante et les en extraire.