La microscopie électronique à balayage


Alain Duval, Anne Bouquillon
Laboratoire de recherche
des musées de France


Introduction
Historique
Principe
Equipement
Préparation des échantillons
Applications
Etudes de cas
Bibliographie


Introduction

Le pouvoir séparateur d'un microscope optique (i.e. son grossissement) est limité par la longueur d'onde de la lumière visible ; aucun détail de dimension supérieure à 0,2 µm ne peut être observé. Aussi l'utilisation de particules accélérées de plus courte longueur d'onde associée permet-elle d'augmenter le grossissement. Le choix d'électrons accélérés, pour produire un rayonnement de courte longueur d'onde, est déterminé par plusieurs critères :

  • la masse faible de ces particules qui peuvent être accélérées et focalisées au moyen de champ électrique ou magnétique
  • une source d'électrons est aisée à mettre en œuvre
  • les électrons sont plus facilement focalisés que les particules plus lourdes
  • l'interaction des électrons avec la matière est plus faible que pour des particules plus lourdes

Il existe deux types de microscopes électroniques :

  • à transmission : ils ne permettent d'observer que des échantillons d'épaisseur suffisamment faible pour être transparents aux électrons (quelques dizaines de nanomètres)
  • à réflexion : opère à la surface d'objets massifs

Ces microscopes sont dits à balayage lorsque l'image est obtenue point par point (6 à 10 nm).





Historique

Le microscope électronique à balayage (MEB) a été imaginé pour la première fois en Allemagne, dans les années 1930, par Knoll et von Ardenne et développé par Zworykin, Hillier et Snyder dans les laboratoires RCA aux Etats-Unis (1940).

Mais la microscopie électronique à balayage a connu son véritable essor entre 1948 et 1965, grâce aux progrès techniques de la télévision et des détecteurs d'électrons et grâce aux recherches d'Oatley et de ses condisciples à Cambridge. Cette nouvelle technologie a permis, du fait de sa profondeur de champ, l'observation du relief d'échantillons massifs.