Le microscope électronique à balayage et à transmission

Résumé du document

La microscopie électronique à balayage consiste à explorer la surface de l'échantillon par lignes successives et à transmettre le signal du détecteur à un écran cathodique dont le balayage est exactement synchronisé avec celui du faisceau incident (balaie point par point la surface de l'échantillon). Il est alors utilisé pour l'étude analytique des surfaces sous fort grossissement.
Par rapport au microscope optique, il présente l'avantage essentiel d'une résolution accrue et d'une profondeur de champ importante mais en outre, le bombardement d'une surface par des électrons peut induire tout un ensemble de phénomènes exploitables pour la microanalyse (...)

Extraits

[...] De ce fait, l'image d'un point ne sera pas un point mais un disque. Les aberrations sphériques : L'angle de déviation des électrons est également proportionnel à la distance entre le centre de la lentille et l'endroit où les électrons traversent cette lentille. Mais la relation n'est pas linéaire et les électrons qui passent loin du centre de la lentille sont trop déviés et par conséquent focalisés en avant. L'astigmatisme : Elle se traduit par la distorsion du spot qui n'est plus rond, le faisceau s'allonge dans les deux sens. [...]

[...] Il est alors utilisé pour l'étude analytique des surfaces sous fort grossissement. Par rapport au microscope optique, il présente l'avantage essentiel d'une résolution accrue et d'une profondeur de champ importante mais en outre, le bombardement d'une surface par des électrons peut induire tout un ensemble de phénomènes exploitables pour la microanalyse. La Composition du microscope vue au TP Le microscope à balayage se compose de : - Un Canon et une Colonne montée sur la Chambre échantillon ou d'observation - Les Détecteurs permettant de capter les différents signaux émis par l'échantillon - Un Dispositif de commande - Un écran pour l'observation des images La colonne = sous vide pour éviter l'oxydation de la source et la chambre d'observation Elle est composée de la source d'ionisation (canon thermoïonique ou canon à effet de champ), l'optique (le condenseur 1 et 2 ainsi que le condenseur objectif), le système de balayage (les bobines déflectrices, le générateur de scan Sur la chambre d'observation, on greffe tous les accessoires qui permettent d'insérer l'échantillon dans le microscope. [...]

[...] Ce cuivre provient en réalité de la grille de cuivre sur laquelle a été déposé l'échantillon : on a donc une petite pollution (il ne faut jamais utiliser une grille dont les atomes seraient présents dans l'échantillon lui-même pour éviter les incohérences). On peut également faire une diffraction de l'image. Il faut tout d'abord régler l'échantillon et faire un focus si l'image n'est pas nette (si l'on a un fort focus, on accentue le problème, on est en ligne noire ; si le focus est trop faible, c'est la ligne blanche ; il faut donc trouver un compromis et se situer entre les deux). Ensuite, on peut rajouter un diaphragme de sélection d'air. [...]

[...] Les 10 mm sont très important pour l'EDS et la quantification. Le bouton VIM ON permet d'ouvrir une valve du canon (cette valve ne s'ouvre que dans de bonnes conditions, lorsque la chambre est fermée et qu'il y a le vide). On joue ensuite avec l'Auto-Contraste (on ouvre une petite fenêtre sur l'écran de l'ordinateur que l'on déplace latéralement sur l'image observée pour se mettre au point sur l'échantillon). Après, on peut zoomer et améliorer la mise au point de nouveau (on clique sur l'objet qui nous intéresse pour qu'il soit ramené au milieu de l'image). [...]

[...] C'est un bon système pour l'EDS car on a une faible épaisseur. Cependant, on sait quelle contient du zinc, du lithium, du soufre, du fluor et de l'oxygène. On va alors regarder si cet échantillon en contient bien. On utilise un détecteur EDS, on ne pourra donc pas observer s'il y a présence ou non de lithium. On tilt l'échantillon à 15°C pour maximiser l'angle de collection. On n'insère pas de diaphragme en EDS car on va avoir une interaction avec le faisceau. [...]