Microscopie électronique à balayage - Principe et équipement

La microscopie électronique à balayage (MEB ou « Scanning Electron Microscopy » SEM) est une technique puissante d’observation 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 pinceau d’électrons primaires qui balaye la surface observée et permet d’obtenir des images avec un pouvoir séparateur souvent inférieur à 5 nm et une grande profondeur de champ.

Elle utilise, en complément, les autres interactions des électrons primaires avec l’échantillon : émergence des électrons rétrodiffusés, absorption des électrons primaires, ainsi que l’émission de photons X et parfois celle de photons proches du visible. Chacune de ces interactions est souvent significative de la topographie et/ou de la composition de la surface.

L’instrument permet de former un pinceau quasi parallèle, très fin (jusqu’à quelques nanomètres), d’électrons fortement accélérés par des tensions réglables de 0,1 à 30 kV, de le focaliser sur la zone à examiner et de la balayer progressivement. Des détecteurs appropriés, détecteurs d’électrons spécifiques (secondaires, rétrodiffusés, parfois absorbés...), complétés par des détecteurs de photons, permettent de recueillir des signaux significatifs lors du balayage de la surface et d’en former diverses images significatives.

La première partie du dossier Microscopie électronique à balayage rappelle sommairement les interactions sources d’imagerie et la constitution de l’instrument courant. La seconde partie précise la formation des images, les sources de contrastes, les récents développements de l’instrument et les diverses applications.