Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
La microscopie électronique à balayage MEB, est une technique puissante d'observation de la surface des échantillons. Elle peut mettre en valeur la topographie des surfaces non polies. Cette technique est fondée principalement sur la détection des électrons secondaires émergents de la surface sous l'impact d'un très fin faisceau d'électrons primaires qui balaye la surface observée. Elle permet d'obtenir des images ayant une résolution spatiale souvent inférieur à 5 nm et une grande profondeur de champ comparée à des images obtenues par microscopie optique. Les différentes parties de l'instrument seront décrites dans les pages suivantes : les sources d'électrons, la colonne électronique et les détecteurs les plus courants.
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Scanning electron microscopy (SEM) is a powerful technique for the observation of surface topography. This technique is principally based upon the detection of secondary electrons emerging from the surface under the impact of a very fine beam of primary electrons that scans the surface of a sample. It allows for obtaining images with a spatial resolution that is often below 5 nm and a large depth of field as compared to optical microscopy. The various parts of the device are described in the next pages: the electron sources, the electron column and the most common detectors.
Auteur(s)
-
François Brisset : Ingénieur de recherche CNRS - Université Paris Saclay/CNRS, ICMMO, Orsay
-
Jacky Ruste : Précédemment ingénieur sénior à EDF Les Renardières, Moret-sur-Loing
INTRODUCTION
La microscopie électronique à balayage MEB (ou Scanning Electron Microscopy, SEM) est une technique puissante d’observation des échantillons et en particulier de la topographie des surfaces. Elle est fondée principalement sur la détection des électrons secondaires émergents de la surface sous l’impact d’un très fin faisceau d’électrons primaires qui balaye la surface d’un échantillon et permet d’obtenir des images avec un pouvoir séparateur souvent inférieur à 5 nm, et une grande profondeur de champ.
Le MEB peut aussi utiliser, en complément de l’émission électronique secondaire, d’autres signaux émis par les interactions entre les électrons primaires et l’échantillon : les électrons rétrodiffusés, la diffraction des électrons rétrodiffusés, les électrons absorbés, les électrons transmis au travers d’une lame mince, ainsi que l’émission de photons X, parfois celle de photons proches du visible, etc. Ces interactions sont souvent significatives de la topographie ou de la composition de la surface, ou encore de l’orientation cristalline locale.
L’instrument permet de former un faisceau, très fin (jusqu’au nanomètre), d’électrons accélérés par des tensions réglables de 0,01 à 30 kV, de le focaliser et de le balayer sur la zone de l’échantillon à examiner. Des détecteurs appropriés, détecteurs d’électrons spécifiques (secondaires, rétrodiffusés, etc.), complétés par des détecteurs de photons, ou d’autres, permettent de recueillir des signaux significatifs émis lors du balayage de la surface, et d’en former diverses images alors synchronisées avec le balayage.
Le présent article rappelle la constitution de l’instrument, et les interactions électrons-matière sources d’imagerie. L’article [P 866] précise la formation des images, les sources de contraste, les récents développements de l’instrument, et les diverses applications.
L'expertise technique et scientifique de référence
MOTS-CLÉS
matériaux Imagerie microscopie électronique Electrons et photons Canon à électrons Colonne
KEYWORDS
materials | imagery | electron microscopy | Electrons and Photons | Electron gun | column
VERSIONS
- Version archivée 1 de juil. 1986 par Claude LE GRESSUS
- Version archivée 2 de mars 2006 par Henri PAQUETON, Jacky RUSTE
- Version archivée 3 de mars 2013 par Jacky RUSTE
DOI (Digital Object Identifier)
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Conclusion
En anglais
3. Instrument
Un microscope électronique à balayage est constitué des éléments suivants (figure 1) :
-
une colonne électronique, comprenant un canon à électrons, plusieurs lentilles électromagnétiques (« condenseurs »), un certain nombre de bobines électriques d’alignement et de réglages, et un dispositif de balayage du faisceau d’électrons. Cette colonne est maintenue sous vide à un niveau minimal de 10–3 Pa. Dans les microscopes dits classiques (MEB-W), le vide nécessaire est obtenu par une pompe primaire (à palettes ou à spirales) couplée avec un système de pompage secondaire (pompe à diffusion d’huile, ou plus fréquemment pompe turbo-moléculaire). Les MEB-FEG plus performants exigent, au niveau du canon à électrons, un pompage ionique ;
-
une chambre « objet », où est introduit l’échantillon (soit directement, soit par l’intermédiaire d’un sas) ;
-
un ensemble de détecteurs, qui permettent de recueillir les émissions électroniques et électromagnétiques issues de la cible ;
-
un système de visualisation des images et d’exploitation des informations en provenance de l’échantillon ;
-
un ensemble de pilotage et de contrôle informatique, l’imagerie étant devenue numérique.
3.1 Colonne électronique
Générateur et accélérateur d’électrons, il est habituellement composé :
-
d’une cathode émissive (filament), portée à un potentiel négatif ;
-
d’une électrode (le Wehnelt), légèrement plus négative que la cathode ;
-
d’une anode au potentiel zéro ;
-
d’un système auxiliaire permettant l’alignement mécanique et électromagnétique avec l’axe de la colonne.
La...
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Instrument
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HEINRICH (K.), HEINRICH (J.) - X-rays optics and microanalysis. - Édts CASTAING (R.), DESCHAMPS (R.) et PHILIBERT (J.), Hermann Paris, p. 159 (1966).
-
(2) - ARNAL (F.), VERDIER (P.), VINCINSINI (P.D.) - Coefficient de rétrodiffusion dans de cas d’électrons monocinétiques arrivant sur la cible sous une incidence oblique. - CR acad. Sci., Paris, 268, p. 1526 (1969).
-
(3) - CASTAING (R.) - Advances in electronics and electron physics. - Edts MASSON (C.), NY, Academic Press, p. 317 (1960).
-
(4) - EVERHART (I.F.), THORNLEY (R.F.M.) - Wide band detector for micro-ampere low energy electrons currents. - J. Sci. Inst., st, 37, p. 246-248 (1960).
-
(5) - COLLIEX (C.) - La microscopie électronique. - PUF, Que Sais-Je ? 1045 (1998).
-
(6) - MAGNAN...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Analyse par microfaisceau – microscopie électronique à balayage - ISO TC202 -
-
Terminologie - TC202/SC1 -
-
Microanalyse par sonde à électrons - TC202/SC2 -
-
Microscopie analytique à électrons - TC202/SC3 -
-
Microscopie électronique à balayage - TC202/SC4 -
1.1 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
GNMEBA : Groupement National de Microscopie Électronique à Balayage et microAnalyses, Ouvrages du groupement disponibles chez EDP Sciences, collection GN-MEBA
Sfmu : Société française des microscopies (plus spécifique à la microscopie électronique en transmission)
SFP : Société Française de Physique
EMAS : European Microbeam Analysis Society
CAZAC : groupe d’utilisateurs Zeiss
CMJ : groupe d’utilisateurs Jeol
GATE : groupe d’utilisateurs Gatan-EDAX
SEMPA : groupe d’utilisateurs FEI
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