Cette plateforme de recherche interdisciplinaire, née en 2023 du regroupement d’Andromède et JANNuS-SCALP d’IJCLab, délivre des faisceaux d’ions pour synthétiser, modifier, caractériser des matériaux, et étudier les interactions ion-matière. MOSAIC se compose d’équipements variés :
- Dispositifs d’irradiation et implantation ionique dans une large gamme d’énergie et de température, des protons aux nanoparticules d’or : accélérateurs 4MV Andromède et 2 MV ARAMIS, implanteur 190 kV IRMA, séparateur d’isotopes 40 kV SIDONIE, sonde d’ions multichargés 30 kV Tancrède.
- Outils d’analyses structurales et physico-chimiques de surfaces et de matériaux : analyses par faisceaux d’ions RBS, ERDA, PIXE, PIGE, MSI, et microscopes MET, MEB, AFM.
Six pôles d’IJCLab utilisent régulièrement ces équipements situés aux bâtiments 108 et 201. Le hall expérimental JANNuS-Orsay abrite IRMA, ARAMIS, et les différentes lignes de faisceau associées. MOSAIC est ouverte aux académiques, aux industriels, et aux étudiants pour des travaux pratiques. La renommée internationale de la plateforme repose notamment sur les spécificités suivantes :
- Des caractérisations atomique et moléculaire via la spectrométrie de masse par temps de vol sur Andromède, en utilisant des nanoparticules énergétiques comme projectiles pour sonder à l’échelle nanométrique la chimie de surfaces variées (matrices minérales et organiques).
- La mesure de réactions nucléaires à basse énergie in situ, avec l’accueil d’expériences pluriannuelles auprès d’Andromède combiné aux faisceaux d’ions multichargés.
- La production d’isotopes de haute pureté, grâce au séparateur SIDONIE ;
- La caractérisation in situ, à l’échelle nanométrique, de l’évolution des modifications structurales et chimiques de matériaux soumis à un ou deux faisceaux d’ions, à l’aide du couplage d’un Microscope Électronique en Transmission avec ARAMIS et IRMA.
- Des mesures du comportement de matériaux sous irradiation, réalisées par RBS-C in situ, et prochainement de façon complémentaire grâce à un diffractomètre de rayons X in situ (projet SIXPAC).
La plateforme MOSAIC d’IJCLab, soutenue par l’IN2P3 du CNRS et l’Université Paris-Saclay, est membre de la fédération d’accélérateurs EMIR&A inscrite sur la feuille de route nationale des infrastructures de recherche.