Le LNE-LNHB est le laboratoire de métrologie pionnier quant à l’introduction de détecteurs cryogéniques pour la mesure de rayonnements ionisants émis par des radionucléides. Face, d’une part, à une compétition accrue entre les laboratoires de métrologie impliquant l’utilisation de détecteurs cryogéniques pour la métrologie des rayonnements ionisants, et d’autre part, à la difficulté pour le LNE-LNHB d’acquérir de nouvelles puces, le laboratoire a souhaité s’engager dans la production de ses propres détecteurs.
Objectifs
Produire les premières puces de MMC (calorimètres métalliques magnétiques) par le LNE-LNHB au Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N) du CNRS.
Assembler un détecteur prototype avec les puces MMC produites.
Mesurer un spectre en énergie de photons X et gamma pour évaluer les performances des puces fabriquées.
Résumé et premiers résultats
Les détecteurs cryogéniques sont des spectromètres en énergie avec des performances inaccessibles aux spectromètres conventionnels notamment en ce qui concerne la résolution en énergie. Le LNE-LNHB a introduit les détecteurs cryogéniques de type MMC en métrologie des rayonnements ionisants au début des années 2000. Au vu des excellents résultats obtenus, d’autres laboratoires de métrologie nationaux s’impliquent et/ou s’intéressent aujourd’hui aux détecteurs cryogéniques. Par ailleurs, jusqu’à présent, les MMC utilisés par le LNE-LNHB étaient produits par le KIP Heidelberg par microfabrication, les puces de MMC étant spécifiques et optimisés pour les besoins du LNE-LNHB. Aujourd’hui, le KIP Heidelberg n’est plus en mesure de fournir les puces de MMC comme par le passé.
Face, d’une part, à une compétition accrue entre les laboratoires de métrologie impliquant l’utilisation de détecteurs cryogéniques pour la métrologie des rayonnements ionisants, et d’autre part, à la difficulté pour le LNE-LNHB d’acquérir de nouvelles puces MMC, nous souhaitons nous engager dans la production de MMC avec l’opportunité d’utiliser la plateforme technologique du C2N récemment installée sur le plateau de Saclay. A l’issue de ce projet de deux ans, l’objectif est de fabriquer un détecteur prototype MMC utilisant une puce produite au C2N. Chacune des parties fonctionnelles du MMC devra être produite et caractérisée afin d’atteindre la qualité recherchée de films minces.
Impacts scientifiques et industriels
- Maitrise de la production de MMC par le LNE-LNHB.
- Indépendance vis-à-vis de partenaires extérieurs au bénéfice de projets internes ou nationaux.
- Maintien du leadership en métrologie des rayonnements ionisants avec des détecteurs cryogéniques.
- Rester un partenaire incontournable aux projets européens impliquant des détecteurs cryogéniques.
Partenaires/Collaborations
Le CNRS/C2N interviendra sur les différents processus de fabrication et caractérisation des couches minces. Le personnel du LNE-LNHB sera directement impliqué sur la plateforme technologique du C2N. Le personnel du CNRS/C2N formera, conseillera et aidera le personnel du LNE-LNHB. Un accord de collaboration est déjà en place.
Le KIP de l’université de Heidelberg, le KIT de l’université de Karlsruhe ou l’IBS pourront intervenir dans le projet sous forme d’expertise ou de conseil. Eventuellement, certaines étapes de microfabrication et de caractérisation pourraient être faites dans un de ces laboratoires si des difficultés insurmontables étaient rencontrées au CNRS/C2N.