Le nouvel instrument D50, dédié aux applications industrielles à l’ILL, a été construit dans le cadre de l’IRT Nanoelec, avec un apport de l’ILL (financement européen) d’un montant comparable à celui de l’IRT.
Le D50 est un instrument d’un concept totalement nouveau, une première mondiale: réflectomètre neutron utilisant le concept Rainbows, qui permet des mesures dix fois plus rapides qu’avec un instrument conventionnel. La Plateforme Caractérisation Avance-Grenoble disposera ainsi d’un instrument leader mondial, au bénéfice de la R&D microélectronique.
Le D50 est équipé de deux techniques neutroniques qui sont les plus adaptées aux problématiques de l’industrie de la microélectronique: la réflectométrie neutron et l’irradiation de composants électroniques pour les tests SER (Soft Error Rate).
La phase de montage de l’instrument a démarré fin octobre 2014, par des travaux de génie civil dans le hall expérimental ILL 22. Les premiers tests de radioprotection avec neutrons sur le dispositif ont été réalisés en septembre 2015. Cet instrument a pu être conçu et réalisé en moins de deux ans, ce qui est exceptionnel pour un tel instrument, révélant les moyens et la volonté de l’ILL de mettre très rapidement un tel outil au service de l’industrie.
Le D50 est un réflectomètre spécial, basé sur le principe d’une mesure simultanée à plusieurs longueurs d’ondes rendue possible par la réfraction des neutrons sur un prisme (concept Rainbows proposé par R Cubitt, scientifique à l’ILL). Le D50 permet des mesures de réflectométrie simultanées pour des longueurs d’ondes comprises entre 2 et 20 Å. Le système Rainbows nécessite un détecteur d’une haute résolution spatiale. Chaque pixel doit mesurer entre 100 et 200 μm, ce qui ne serait pas possible avec un détecteur de neutrons typique à Hélium 3 qui a une taille de pixel autour de 2 mm. Le détecteur de D50 utilise un scintillateur qui absorbe les neutrons et émet de la lumière visible, lumière qui est ensuite détectée par une caméra à transfert de charge (CCD).
Construction de l’instrument D50 lors des différentes phases : des travaux de génie civil à l’installation et à la mise en service du détecteur de haute résolution.