Microscopie électronique à balayage - Images, applications et développements

Lette seconde partie sur la microscopie électronique à balayage présente la formation des images, les sources de contrastes, les récents développements de l’instrument et les diverses applications.

Comme la source principale du contraste résulte de la grande variation de l’intensité de l’émission électronique secondaire en fonction de l’angle d’incidence du faisceau primaire, l’image courante en électrons secondaires visualise le microrelief de l’échantillon.

Avec un excellent pouvoir séparateur, souvent inférieur à 5 nm, et une grande profondeur de champ, elle permet d’observer finement la topographie de nombreux types de surfaces en génie des matériaux (ruptures, dépôts, surfaces corrodées, échantillons de microstructures révélées par une préparation appropriée,...), en génie des microcomposants électroniques et en biologie.

Les images acquises par balayage, sous forme numérique, se prêtent très facilement au traitement et à l’analyse d’image.

De nombreuses observations complémentaires, fondées sur d’autres contrastes significatifs, sont réalisables sur certains types d’échantillons avec un pouvoir séparateur moindre :

• imagerie de contraste chimique, de contraste cristallin, de contraste magnétique sur des échantillons quasi-plans de nombreux matériaux solides ;

• imagerie en contraste de potentiel et en courant induit pour les semi‐ conducteurs et les microcircuits ;

• microanalyse élémentaire locale par spectrométrie des rayons X ou par repérage de traces élémentaires par cathodoluminescence.

Depuis quelques années, une nouvelle génération d’instruments est venue compléter les microscopes classiques, en permettant de placer les échantillons observés dans un vide partiel peu élevé (microscopes à pression contrôlée et microscopes à chambre environnementale), ce qui a permis d’étendre les possibilités d’observation aux matériaux non conducteurs, à la matière « molle », aux micro-organismes vivants, etc.