Microscopie électronique à balayage

Résumé du document

La microscopie électronique à balayage est une technique de microscopie basée sur le principe des interactions électrons-matière. Un faisceau d'électrons balaie la surface de l'échantillon à analyser, qui en réponse, réémet certaines particules. Différents détecteurs permettent d'analyser ces particules et de reconstruire une image de la surface. Par un dispositif approprié, ce faisceau peut balayer selon deux directions la surface de l'échantillon. Le signal en chaque point de l'objet est détecté par un système adéquat, puis est transmis à un écran vidéo dont le balayage est synchrone avec celui du faisceau. Un microscope électronique à balayage se compose d'un canon à électrons, d'une colonne électronique, de détecteurs et d'une pompe à vide limitant l'intrusion d'atomes parasites. Au niveau du canon à électrons, un filament de tungstène est parcouru par un courant électrique, des électrons quittent le matériau et sont accélérés par des plaques polarisées. Ces électrons atteignent la colonne électronique où ils sont focalisés par une succession de lentilles magnétiques de manière à contrôler la surface balayée par le faisceau. Ce faisceau d'électrons primaires atteint l'échantillon où il interagit avec la matière. Différents détecteurs sont disposés de part et d'autre de l'échantillon afin de récolter les électrons ou les rayons qui leur sont spécifiques. Une analyse de ces données permet d'obtenir une image et les informations concernant la composition de l'échantillon. Les caractéristiques principales du microscope électronique à balayage sont :
- La capacité de réaliser des images à fort grandissement et forte profondeur de champ
- La possibilité de coupler la microanalyse avec l'imagerie.

Extraits

[...] En revanche, ils donnent peu d'informations sur le contraste de phase. Microscopie Electronique à Balayage Principe de la formation des électrons secondaires Image MEB en électrons secondaires c. Les électrons rétrodiffusés Les électrons rétrodiffusés sont des électrons résultant de l'interaction des électrons du faisceau primaire avec des noyaux d'atomes de l'échantillon et qui ont réagi de façon quasi élastique avec les atomes de l'échantillon. Les électrons sont réémis dans une direction proche de leur direction d'origine avec une faible perte d'énergie. [...]

[...] Microscopie Electronique à Balayage g. L'analyse EDX Le détecteur EDX permet l'analyse semi-quantitative de la composition de l'échantillon. Il arrive quelquefois que des pics du spectre de photons X soient le siège de raies caractéristiques de plusieurs éléments potentiels. Pour palier au problème, une solution est de faire la distinction entre chaque élément sur les pics à forts angles (en augmentant la tension d'accélération). Microscopie Electronique à Balayage 15 KV Etude par EDX d'un alliage type Spectre de la phase plusieurs indexations sont possibles pour le même pic Recensement des énergies similaires Les raies ne sont quasiment pas présentes sur le spectre vu que la tension est à peine égale à l'énergie demandée En augmantant la tension, il a été possible d'identifier des raies caractéristiques du plomb qui n'apparaissaient pas à tension plus faible (Le soufre n'ayant pas de raies visibles à cette tension de fonctionnement et le molybdène ayant une raie à 19,63 eV bien éloignée de celles du plomb) KV L'analyse par EDX est soumise à plusieurs problèmes dus à la diode utilisée. [...]

[...] Introduction La microscopie électronique à balayage est une technique de microscopie basée sur le principe des interactions électrons-matière. Un faisceau d'électrons balaie la surface de l'échantillon à analyser, qui en réponse, réémet certaines particules. Différents détecteurs permettent d'analyser ces particules et de reconstruire une image de la surface. Par un dispositif approprié, ce faisceau peut balayer selon deux directions la surface de l'échantillon. Le signal en chaque point de l'objet est détecté par un système adéquat, puis est transmis à un écran vidéo dont le balayage est synchrone avec celui du faisceau. [...]

[...] Le taux d'émission électronique augmente avec le numéro atomique. On obtient donc un contraste chimique, les zones contenant des atomes légers faible) apparaissant en plus sombre. En revanche, le taux d'émission dépend peu du relief, l'image apparaît donc plate Les détecteurs d'électrons rétrodiffusés sont placés au-dessus de l'échantillon, dans l'axe du faisceau primaire, ce qui permet de récupérer le maximum de signal. c. Etude des photons X Les photons X émis, sont détectés via le capteur EDX munie d'une diode en silicium permettant d'obtenir un spectre de photons X. [...]

[...] Cette méthode pourra permettre de mesurer l'homogénéité chimique d'un échantillon et permettra une analyse qualitative. Microscopie Electronique à Balayage Principe de formation des électrons rétrodiffusés Image MEB en électrons rétrodiffusés d. La Cathodoluminescence La cathodoluminescence est le phénomène optique et électrique que l'on observe lorsqu'un faisceau d'électrons produit par un canon à électrons (par exemple un tube à rayons cathodiques) bombarde un échantillon en phosphore, conduisant à l'émission de lumière visible. L'application la plus répandue est l'écran de télévision (lorsque celui-ci est un tube à rayons cathodiques). [...]