Le microscope électronique à transmission est un outil très puissant pour la science des matériaux. Un faisceau d'électrons à haute énergie traverse un échantillon très mince et les interactions entre les électrons et les atomes sont utilisées pour observer des propriétés telles que la structure cristalline et des propriétés telles que les dislocations et les joints de grains dans la structure. Des analyses chimiques peuvent également être effectuées avec cette méthode.
Analyse par microscopie électronique à transmission TEM La méthode est utilisée pour étudier la croissance des couches, leur composition et les défauts des semi-conducteurs. La haute résolution est utilisée pour analyser la qualité, la forme, la taille et la densité des matériaux.
L'analyse par microscopie électronique à transmission TEM fonctionne sur les mêmes principes de base que la microscopie optique, mais utilise des électrons au lieu de la lumière. Étant donné que la longueur d'onde des électrons est beaucoup plus petite que la longueur d'onde de la lumière, la résolution optimale obtenue pour ces images d'analyse est d'un ordre de grandeur supérieure à celle d'un microscope optique. Ainsi, cette méthode d'analyse peut révéler les moindres détails de la structure interne, dans certains cas aussi petits que des atomes individuels.
Pendant le processus d'imagerie, le faisceau d'électrons du canon à électrons est focalisé en un petit faisceau mince et cohérent à l'aide d'une lentille de condenseur. Ce faisceau est confiné par l'ouverture du condenseur, qui exclut les électrons à grand angle. Le faisceau frappe alors l'échantillon et transmet des fragments en fonction de l'épaisseur et de la transparence électronique de l'échantillon. Cette partie transmise est focalisée par la lentille d'objectif sur une image sur un écran luminophore ou une caméra à dispositif connecté en charge. Des ouvertures d'objectif optionnelles sont utilisées pour augmenter le contraste en bloquant les électrons de diffraction à angle élevé. L'image est alors entièrement agrandie. L'image frappe l'écran phosphorescent et de la lumière est produite, permettant à l'utilisateur de voir l'image. Les zones plus sombres de l'image représentent les zones de l'échantillon où moins d'électrons sont transmis, tandis que les zones plus claires de l'image représentent les zones de l'échantillon où plus d'électrons sont transmis.
Un échantillon de test doit être suffisamment mince pour transmettre suffisamment d'électrons pour former une image avec une perte d'énergie minimale. Par conséquent, la préparation des échantillons est un aspect important du processus d'analyse TEM.
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