Article

1 - PRINCIPE

2 - RAPPELS SUR LES INTERACTIONS ÉLECTRON-MATIÈRE

3 - INSTRUMENT

4 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : P865 v3

Microscopie électronique à balayage - Principe et équipement

Auteur(s) : Jacky RUSTE

Relu et validé le 01 juin 2017

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RÉSUMÉ

La microscopie électronique à balayage MEB, ou « Scanning Electron Microscopy » SEM, est une technique puissante d'observation de la topographie des surfaces. Cette technique 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. Elle permet d'obtenir des images avec un pouvoir séparateur souvent inférieur à 5 nm et une grande profondeur de champ. Les différentes parties de l'instrument sont décrites : les sources d'électrons, la colonne électronique et les différents détecteurs.

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ABSTRACT

Scanning electron microscopy - Principles and equipment

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 observed. It allows for obtaining images with a separative power that is often of below 5 nm and a large depth of field. The various parts of the device are described: the electron sources, electron column and the various signal detectors.

Auteur(s)

  • Jacky RUSTE : Ingénieur INSA - Docteur ingénieur senior EDF

INTRODUCTION

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.

La MEB 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.

Le présent article [P 865] rappelle les interactions sources d'imagerie et la constitution de l'instrument courant. L'article [P 866] précise la formation des images, les sources de contrastes, les récents développements de l'instrument et les diverses applications.

Cet article correspond à la mise à jour de l'article écrit par Henri PAQUETON et Jacky RUSTE en 2006.

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KEYWORDS

materials   |   electronics   |   Electron microscopy   |   imagery

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v3-p865


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - HEINRICH (K. et 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.) -   *  -  CR acad. Sci., Paris, 268, p. 1526 (1969).

  • (3) - MAURICE (F.), RUSTE (J.) -   Microanalyse. Principes et instrumentations par sonde électronique.  -  [P 885] (2009).

  • (4) - CASTAING (R.) -   Advances in electronics and electron physics.  -  13 Edts MASSON (C.), NY, Academic Press, p. 317 (1960).

  • (5) - 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).

  • (6) - SELME (P.) -   La microscopie électronique.  -  PUF, Que sais-je no 1045 (1963).

  • ...

1 Événements

GNMEBA : deux réunions annuelles, une réunion thématique au printemps et une réunion pédagogique en décembre à Paris et tous les 5-6 ans une école d'été (la dernière a eu lieu en 2012 à Lille) http://www.gn.meba.org

EMAS : congrès européen tous les 2 ans et un colloque régional tous les 2 ans en alternance http://www.emas-web.net

SFmu : réunion bisannuelle. http://www.sfmu.org

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2 Normes et standards

ISO TC202 Analyse par microfaisceau – microscopie électronique à balayage :

  • TC202/SC1 : terminologie

  • TC202/SC2 : la microanalyse par sonde électronique

  • TC202/SC4 : la microscopie électronique à balayage.

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3 Annuaire

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