Description et fonctionnement du microscope électronique à balayage

Résumé du document

Synthèse sur la microscopie électronique à balayage. Son fonctionnement est expliqué dans ce document, ainsi que la préparations des échantillons qui y sont observés. On parle ensuite de l'imagerie obtenue et des différents contrastes observés (interprétation des résultats). Puis on discute de l'analyse chimique de certains échantillons.

Extraits

[...] Analyse qualitative On peut déterminer qualitativement la composition d'un échantillon en comparant les intensités des pics obtenus avec une base de données. Lorsque l'on fait une étude sur une lame mince en verre , il est possible que l'on observe le support en même temps que l'échantillon.Il faut alors diminuer la tension d'accélération des électrons pour ne pas voir le support, la poire d'interaction ne touchera alors pas le substrat. b. Analyse quantitative Le détecteur des RX va comparer dans le spectre les intensités (nombre de photons dans le pic) par rapport à une base de données des éléments purs. [...]

[...] Principe du fonctionnement du MEB : Le spot sera d'autant plus lumineux que θ sera grand. Selon un plan incliné, beaucoup d'électrons secondaires seront réémis : la zone sera très lumineuse. Selon un plan horizontal : θ = la zone sera très sombre, car on aura très peu d'électrons réémis. Quand on diminue le grossissement on augmente la surface balayée de l'échantillon ASPECTS TECHNIQUES a. Architecture du MEB Sous le canon à électrons des microscopes, se trouvent des lentilles condenseur : elles permettent de régler l'intensité du faisceau d'électrons, c'est-à-dire la quantité d'électrons qui passe par unité de temps. [...]

[...] Puis se trouve une lentille objectif pour focaliser le faisceau d'électrons sur l'échantillon. Les bobines assurent le balayage de la cible (on peut faire bouger l'échantillon dans le porte échantillon à l'aide de cinq moteurs). Le système de pompage permet de faire le vide ( 3.10 torr). Par comparaison l'ultravide est à 10-10 torr. L'objet est net sous toute sa profondeur, c'est pour cela que même des images à faible grossissement sont encore étudiées sous ce type de microscope. b. [...]

[...] Pour améliorer l'image on peut : Mettre un diaphragme plus petit Eloigner l'objet de l'objectif b. Contraste Chimique (électrons rétrodiffusés) On peut observer et étudier plusieurs phases avec ce mode . On n'a pas d'informations sur la nature des éléments, juste sur les différences de phases (à savoir si un composé est homogène ou non). On peut également faire l'étude de résidus de combustion métallurgique. Sur une lame mince, on n'a pas de relief, on veut juste savoir la composition de la lame, ses différentes phases. [...]

[...] Il n'y a pas de transfert d'énergie, les électrons ressortent avec leur énergie de départ. La quantité d'électrons rétrodiffusés augmente avec le Z (numéro atomique) de la cible. Ces électrons sont porteurs d'une information relative à la composition Chimique de la cible. Des électrons sont absorbés : ils perdent toute leur énergie dans la cible. Ils vont connaître des chocs inélastiques avec les atomes de la cible. Ces atomes gagnent de l'énergie en émettant un électron. L'atome à 0eV passe dans un état d'énergie supérieure car il a alors perdu un électron lié. [...]