Après dix ans d’effort en diffraction par rayons X cohérents (rayonnement synchrotron), nous avons pu obtenir les premiers résultats originaux de microscopie 3D des défauts structuraux et des champs de déplacement (voxel de 10 nm3 après reconstruction), notamment après une sollicitation mécanique in-situ ce qui a constitué une première mondiale.
Principe : une microcristallite d’or est illuminée par un faisceau de rayons X monochromatique cohérent. Un pic de Bragg (g=(111)) est mesuré (suréchantillonné) et à l’aide d’algorithmes de reconstruction de la phase, le volume réel est obtenu. Cette acquisition est effectuée avant et après sollicitation mécanique (nanoindentation par une pointe AFM) et a permis de mettre en évidence la nucléation attendue d’une boucle prismatique de dislocation ce qui a constitué une première mondiale.
Plus précisémment, l’amplitude du signal reconstruit correspond à la densité électronique du solide et sa phase à la projection du champ de déplacement atomique suivant g. Les lignes de dislocation sont ainsi caractérisées par une diminution locale de l’amplitude reconstruite et leur faute (vecteur de Burgers) quantifiés par un saut de phase constant et caractéristique du vecteur de Burgers (cf ci-dessus pour l’identification par chiralité des vortex de déplacement autour de la boucle prismatique et du saut de phase constant associé).
Communication : 3D Imaging of a Dislocation Loop at the Onset of Plasticity in an Indented Nanocrystal, NANO LETTERS 17 Pages: 6696-6701 (2017)
Contacts : G. Beutier, M. Verdier