Le diffractomètre à rayons X Malvern Panalytical (Empyrean de 3e génération) permet une grande variété de mesures pour tous types d’échantillons (poudres, couches minces, nanomatériaux et les objets solides). De façon non-destructive, cet instrument permet, entre autres, l’identification et la quantification de phases cristallines, l’analyse de l’ordre atomique à courte et longue portée, la caractérisation dimensionnelle et structurale de nanomatériaux, la détermination de l’épaisseur des couches ou encore la rugosité de la surface. 

MicroLab offre plusieurs types d’analyses incluant: 

1) La diffraction des rayons X de poudres permettant l’identification et la quantification des phases cristallines de différents solides. En plus du mode en réflexion permettant l’analyse de minéraux, de métaux, de céramiques, de films minces, d’échantillons fondus, et de gros échantillons, il est également possible d’utiliser l’instrument en mode transmission (échantillons transparents aux rayons X) pour des matériaux légers, des gels, et de matériaux sensibles à l’air. 

2) La microdiffraction DRX permet d’analyser des petites zones en utilisant un faisceau très étroit et localisé.  Cette technique est généralement utilisée pour de très petits échantillons ou des échantillons non homogène avec une composition, une contrainte de réseau ou une orientation variable des cristallites. La microdiffraction est utilisé pour la caractérisation de petits points pour des échantillons dont la composition présente de forts gradients, comme par exemple, les minéraux, les métaux, les échantillons archéologiques. La microdiffraction est particulièrement utile pour analyser les composantes de films minces. 

3) La diffraction à incidence rasante des rayons X (GIXRD) est une méthode non destructive et quantitative qui permet l'interaction des rayons X avec la couche superficielle des matériaux et génère une figure de diffraction très sensible aux propriétés cristallographiques de la surface. La GIXRD est principalement utilisée pour l'identification et la quantification des phases pour les matériaux polycristallins et la mesure de contraintes résiduelles dans les couches minces.

4) La réflectométrie des rayons X (XRR) permet l'étude des structures, des surfaces et des interfaces en couches minces. Cette technique repose sur l'effet de la réflexion externe totale des rayons X et permet de déterminer avec précision l'épaisseur, la rugosité des films et des interfaces, la densité et l'uniformité des couches pour des échantillons cristallins ou amorphes (échantillons contenant des matériaux magnétiques, semi-conducteurs et matériaux en optique).

5) La diffusion totale ou l'analyse par fonction de distribution de paires (PDF) permet la caractérisation structurelle (courte et longue portée) des matériaux cristallins ou amorphes. La technique PDF permet d'extraire des informations sur les distances interatomiques et les nombres de coordination à partir des diagrammes de diffusion, indépendamment de la cristallinité du matériau. La PDF permet l’analyse de polymères, de verres, de liquides et de certains produits pharmaceutiques.

6) La diffusion de rayons X aux petits angles et aux grands angles (SAXS/WAXS) sont deux techniques complémentaires qui mesure l'intensité des rayons X diffusés par un échantillon en fonction de l'angle de diffusion. Les mesures sont effectuées à de très petits angles, généralement entre 0,1 degré et 5 degrés, et permet la caractérisation structurelle des nanomatériaux (1-100 nm) moyennées sur un grand volume d'échantillon. La méthode SAXS est l'une des techniques les plus polyvalentes pour la caractérisation structurelle des nanomatériaux permettant d’obtenir des informations comme la distribution des tailles de nanoparticules, leur forme et leur structure. Ces paramètres sont souvent corrélés aux propriétés chimiques et physiques des nanomatériaux et associés à la performance de ceux-ci dans des applications données. Le SAXS est une méthode utile dans le développement de nouveaux matériaux et est une technique utile pour des analyses de contrôle qualité de routine.