Interactions entre matière organique et faisceau d’électrons
Caractérisation des polymères par microscopie électronique

Les deux principaux types de microscopes dont il sera question sont le microscope électronique à transmission (MET) et le microscope électronique à balayage (MEB).

Dans le MET, l’image est formée par les interactions entre l’échantillon et un large faisceau d’électrons qui le traverse (figure 1a ). Elle est ensuite agrandie par un système de lentilles électromagnétiques. Le pouvoir séparateur maximal est de l’ordre de 0,2 à 0,3 nm pour les MET modernes à moyenne tension (200 à 400 kV). Certains MET fonctionnent également en mode balayage (scanning electron transmission microscopy ou STEM) avec une sonde très fine, ce qui est utile, par exemple, si l’on veut associer la morphologie à l’analyse spectroscopique des rayons X (RX) émis durant l’irradiation.

Dans le MEB, l’image est formée en balayant un faisceau d’électrons accéléré par une tension relativement faible (< 1 à 30 kV) et focalisé sur la surface de l’échantillon (figure 1b ). On se sert habituellement du signal associé soit aux électrons rétrodiffusés (contraste topographique et/ou chimique), soit aux électrons secondaires émis à la surface (contraste essentiellement topographique). Si elle est difficile à appliquer aux éléments légers que contiennent les polymères de synthèse, l’analyse par RX au MEB est aussi largement exploitée pour l’analyse chimique de charges ou d’impuretés inorganiques.

Bien que la manière de former une image soit différente dans le MET et le MEB, les échantillons peuvent subir un endommagement important dû au faisceau électronique avec chacune de ces techniques [1] [2]. Cet endommagement dépend de l’énergie dissipée par unité de volume, qui est proportionnelle à la dose d’électrons q (en C · cm^–2) :

La dissipation provoquée par la densité de courant nécessaire pour former une image de grossissement 200 000 ×...