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Étude des métaux par microscopie électronique en transmission (MET) - Microscope, échantillons et diffraction

| Réf : M4135 v1

Étude des métaux par microscopie électronique en transmission (MET) - Formation des images

Auteur(s) : Miroslav KARLÍk, Bernard JOUFFREY

Date de publication : 10 sept. 2008

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Étude des métaux par microscopie électronique en transmission (MET) - Analyse chimique locale

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RÉSUMÉ

La microscopie électronique en transmission est basée sur l'interaction des électrons avec la matière qui entraîne une distribution non uniforme de l'intensité du faisceau sur la face de sortie de la lame mince. Cependant, cette non-uniformité ne permet pas, en général, d'obtenir une image avec un contraste suffisant. Pour avoir des images exploitables, il faut seulement sélectionner une partie du faisceau d'électrons à l'aide d'un diaphragme. Le contraste est donc créé par les manipulations de l'opérateur et dépend du processus opératoire.

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ABSTRACT

Transmission electron microscopy is based upon the interaction of electrons with matter which causes a non-uniform distribution of the intensity of the beam on the output side of the thin blade. However, this non-uniformity does not generally allow for obtaining an image with sufficient contrast. In order to obtain usable images, it is sufficient to select a part of the electron beam by means of a diaphragm. The contrast is thus created by manipulations from the operator and depends on the operating process.

Auteur(s)

Miroslav KARLÍk : Czech Technical University in Prague
Bernard JOUFFREY : École Centrale Paris

INTRODUCTION

Ce dossier traite, de manière pratique, de la formation de l'image globale en microscopie électronique en transmission (MET), qui est obtenue de différentes manières. Le point essentiel concerne la position du diaphragme, dit de contraste, qui se trouve dans le plan focal de la lentille objectif. Les différents types de contraste, notamment de diffraction, d'interférences (contraste de phase), en Z (utilisé en STEM, microscopie électronique à balayage en transmission) sont répertoriés dans ce texte.

L'énergie des électrons, la qualité de la source (émission de champ, cathode émissive en LaB₆ ...) sont également primordiales. La correction des aberrations de l'objectif, notamment l'aberration sphérique, permet d'améliorer fortement la résolution, puisqu'elle peut être maintenant meilleure que le dixième de nanomètre (elle peut atteindre 0,05 nm).

Il est montré que le contraste d'une image est profondément relié aux diverses réflexions qui constituent le diagramme de diffraction (par exemple dans l'étude des précipités).

Le mode haute résolution (contraste d'interférences) permet d'observer l'image dite de structure qui, selon la résolution du microscope, révèle des colonnes ou des petits ensembles de colonnes atomiques. Dans cette approche, les défauts cristallins peuvent être observés et leurs caractéristiques déterminées, mais en prenant également quelques précautions qui dépendent du niveau d'information désiré. L'utilisation de codes de simulations des images est devenue indispensable.

Le dossier aborde rapidement l'holographie qui permet, par exemple, d'étudier des répartitions de potentiel électrique dans des coupes minces de transistors.

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PERMALIEN

https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/materiaux-th11/essais-metallographiques-des-metaux-et-alliages-42343210/etude-des-metaux-par-microscopie-electronique-en-transmission-met-m4135/

RÉFÉRENCE BIBLIOGRAPHIQUE

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BIBLIOGRAPHIE

(1) - REIMER (L.) - Transmission Electron Microscopy. - 3rd ed., Springer Series in Optical Sciences, vol. 36, Springer-Verlag, Berlin, 545 p. (1993).
(2) - WILLIAMS (D.B.), CARTER (C.B.) - Transmission Electron Microscopy. - Plenum Press, New York, 729 p. (1996).
(3) - SPENCE (J.C.H.) - High-Resolution Electron Microscopy. - 3rd ed., Oxford Univ. Press, New York, 401 p. (2003).
(4) - JOUFFREY (B.), BOURRET (A.), COLLIEX (C.) - Microscopie électronique en science des matériaux. - École d'été CNRS, Bombannes (1981).
(5) - EPICIER (T.), THIBAULT (J.) - Microscopie Électronique à Haute Résolution. - Dans J.P. MORNIROLLI (Ed.) Microscopie des défauts cristallins, École thématique, St Pierre d'Oléron, Société Française des Microscopies, p. 229-277 (2001).
(6) - KARLÍK...

ANNEXES

1 À lire également dans nos bases

1 À lire également dans nos bases

PAQUETON (H.) - RUSTE (J.) - Microscopie électronique à balayage. Principe et équipement - [P 865]. Base « Technique d'analyse » (2006).

JOUFFREY (B.) - PORTIER (R.A.) - Diffraction des métaux et alliages. Interactions particules-matière - [M 4 125]. Base « Étude et propriétés des métaux » (2007).

JOUFFREY (B.) - PORTIER (R.A.) - Diffraction des métaux et alliages : conditions de diffraction - [M 4 126]. Base « Étude et propriétés des métaux » (2007).

KARLÍK (M.) - JOUFFREY (B.) - Étude des métaux par microscopie électronique en transmission (MET). Microscope, échantillons et diffraction - [M 4 134]. Base « Étude et propriétés des métaux » (2008).

KARLÍK (M.) - JOUFFREY (B.) - Étude des métaux par microscopie électronique en transmission (MET). Analyse chimique - [M 4 136]. Base « Étude et propriétés des métaux » (2008).

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Sommaire
Sommaire détaillé

INTRODUCTION

1 - PRÉSENTATION GÉNÉRALE

2 - DÉFINITION DU CONTRASTE

$Taille et position du diaphragme de contraste correspondant à l'image en contraste de diffraction et en contraste de phase$

3 - CONTRASTE MASSIQUE

$Contraste de masse des particules Al12(Fe,Mn)3Si en champ clair (partie droite du cliché), et contraste de diffraction dans lequel les dislocations deviennent visibles (partie gauche). Alliage d'aluminium, cliché M. Cieslar, Université Charles, Prague$

4 - CONTRASTE DE DIFFRACTION

4.1 - Champ clair, champ sombre
4.2 - Optimisation du contraste, ajustement du vecteur
4.3 - Faisceaux faibles
4.4 - Artefacts dans les images – effets de l'épaisseur et de déformation
4.5 - Choix de la zone d'observation et du vecteur de diffraction

5 - CONTRASTE DE PHASE

5.1 - Aspects pratiques de la résolution atomique

$Zones de Guinier-Preston dans l'alliage Al-Cu et le cliché de diffraction correspondant, d'après$
5.2 - Résolution du microscope avec un correcteur CS
5.3 - Interprétation des images expérimentales
5.4 - Holographie électronique