Mécanismes de contraste
Caractérisation des polymères par microscopie électronique

La TEPD des polymères augmente sensiblement en fonction de la tension d’observation, typiquement d’un facteur 2 entre 100 et 200 kV (tableau 1), en raison d’une diminution des interactions entre les électrons et l’échantillon (les gains sont plus modestes au-delà de 200 kV). Cependant, cette même diminution des interactions engendre une perte de contraste indésirable, sachant que des variations d’intensité d’au moins 10 % sont nécessaires pour former une bonne image. De nombreux microscopistes, intéressés principalement par l’observation à faible grossissement de la matière organique, où le contraste est intrinsèquement faible, regrettent donc la tendance actuelle à remplacer les anciens MET à 100 kV par des machines à moyenne tension (200 à 400 kV). Néanmoins, cette gamme de tensions représente le plus souvent le meilleur compromis entre le TEPD et le contraste.

Le contraste obtenu lors de l’observation en champ clair d’un échantillon organique amorphe au MET est de type masse-épaisseur. Comme le montre la figure 2, on observe une décroissance exponentielle du nombre d’électrons transmis avec la masse-épaisseur locale, c’est-à-dire la masse volumique multipliée par l’épaisseur de l’échantillon, qui a pour origine les pertes d’intensité dues à la diffusion élastique des électrons en dehors du diaphragme objectif. Elle permet d’estimer l’épaisseur d’un échantillon de composition et de masse volumique connues, même si son application quantitative est limitée aux échantillons relativement minces et de nombre atomique Z globalement faible, où la diffusion multiple est peu importante. Dans le cas d’un échantillon cristallin ou semi-cristallin, on parle plutôt de « contraste de diffraction », mais il s’agit toujours de diffusion élastique simple, pour autant que l’échantillon soit mince et de Z faible.

Le faible contraste des matériaux organiques est dû à leur composition chimique relativement uniforme, constituée principalement d’éléments légers comme le carbone, l’hydrogène ou l’oxygène, qui sont des diffuseurs faibles. Cela est également...