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Fiches Techniques

Analyse morphologique/granulométrique/surface: Microscope électronique à transmission

Principe : La microscopie électronique en transmission (MET ou TEM en anglais pour Transmission Electron Microscopy) est une technique de microscopie basée sur le principe de diffraction des électrons et pouvant atteindre un grossissement de x5 000 000.
Elle consiste à placer un échantillon suffisamment mince sous un faisceau d’électrons utilisé en faisceau cohérent, et de visualiser soit l’hologramme obtenu qu’est la figure de diffraction dans le plan focal de l’objectif, soit d’utiliser une autre lentille pour obtenir la figure transformée de Fourier de la figure de diffraction observable par l’impact des électrons sur un écran fluorescent ou de l’enregistrer sur une plaque photo.

La limite de résolution dépend de la longueur d’onde de De Broglie des électrons, donc de leur tension d’accélération, elle serait donc de l’ordre de grandeur du picomètre dans un cas idéal. Mais en raison des fortes aberrations elle n’est en réalité que de quelques Ångstroms.

Le microscope électronique en transmission a deux principaux modes de fonction suivant que l’on obtient une image ou un cliché de diffraction :

  • Mode image : Le faisceau d’électrons traverse l’échantillon. Suivant l’épaisseur, la densité ou la nature chimique de celui-ci, les électrons sont plus ou moins absorbés. En plaçant le détecteur dans le plan image, on peut, par transparence, observer une image de la zone irradiée. C’est ce principe qui est utilisé, en autre, en biologie, pour observer des cellules ou des coupes minces d’organes.
  • Mode diffraction : Ce mode utilise le comportement ondulatoire des électrons (onde de Broglie) (ceci est modélisé par la physique quantique). Lorsqu’ils rencontrent de la matière organisée (des cristaux), ils vont donc être diffractés, c’est-à-dire déviés dans certaines directions dépendant de l’organisation des atomes. Le faisceau est diffracté en plusieurs petits faisceaux, et ceux-ci se recombinent pour former l’image, grâce à des lentilles magnétiques (électro-aimants qui dévient les électrons).

Intérêt/objectif :

  • Identification de défauts de la taille du nm sur les circuits intégrés, y comprit les particules incorporées et les résidus en bas des trous d’interconnexion (vias).
  • Détermination de phases cristallographiques comme fonction de distance à partir d’une interface.
  • Caractérisation des nanoparticules : investigations noyau/enveloppe, agglomération, effets du durcissement…
  • Couverture du support du catalyseur
  • Cartographies élémentaires de zones ultra-petites
  • Caractérisation des super-réseaux III-V
  • Caractérisation des défauts du cristal

En biologie, la MET permet de nombreuses applications associées aux différentes techniques de préparation dont notamment des observations fines de structures internes de cellules, bactéries, virus…

Mesure de la tension de surface/Mouillabilité

Analyse morphologique/granulométrique/surface
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Microscope électronique à balayage

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