Analyse de Fourier d'images haute résolution numérisées
Diffraction électronique : illumination parallèle

Une image haute résolution est obtenue en sélectionnant avec le diaphragme situé dans le plan focal arrière (plan de diffraction) de la lentille objectif et centré sur l'axe optique du microscope, un ensemble de faisceaux diffractés autour du faisceau transmis pour une orientation symétrique de Laue. Elle conduit à une reconstitution du module au carré de la fonction d'onde à la face de sortie du spécimen (reconstitution partielle car seules les composantes de Fourier correspondant aux faisceaux sélectionnés sont prises en compte). Les défauts du microscope (aberrations et mise au point) modifient cette image. Il est cependant aisé de la simuler et, si nous connaissons bien les conditions expérimentales (épaisseur de la lame, qualité de son orientation, caractéristiques du microscope), nous pourrons relier l'image à la distribution des atomes dans la structure grâce aux simulations (logiciel JEMS). Ainsi, cette reconstruction de type interférentielle conduit à une distribution de régions claires (contributions en phase) et sombre (contributions en opposition de phase) qui peut être corrélée à la tessellation (arrangement) des colonnes d'atomes ou de groupes d'atomes, ce qui permet une description locale à cette échelle. Notons qu'il faut que les atomes ou les groupes d'atomes soient alignés selon la direction du faisceau incident formant des colonnes et que la distance entre ces colonnes soit dans la limite de résolution du microscope, pour que l'image soit interprétable. Il faut donc se trouver en orientation d'axe de zone pour obtenir une image qui soit interprétable en terme de structure cristalline. Cette image numérisée peut être alors traitée mathématiquement avec un code de traitement de Fourier sur l'ordinateur (Digital Micrograph Gatan par exemple). Il est donc possible d'obtenir le spectre de puissance de régions sélectionnées de petite taille et, ainsi, de reconstruire le diagramme de diffraction du spécimen, non d'un point de vue quantitatif (intensités) mais d'un point de vue géométrique (localisation des pics de diffraction) alors que la diffraction expérimentale est difficilement accessible à cette échelle. Nous allons voir à travers quelques exemples l'intérêt de cette méthode.