Notre équipe d’experts vous accompagne tout au long de votre projet d’analyse en MEB, de la formulation de votre problématique jusqu’à sa résolution.

Avec l'accès à l'ensemble du parc instrumental de TESCAN, nous utilisons les dernières innovations MEB ainsi que de nombreux détecteurs et modules. Nous vous fournirons des résultats complets et un rapport détaillé sur lequel vous pourrez échanger avec nos ingénieurs.


Vous n’êtes pas sûr que le MEB convienne à vos besoins ? N’hésitez pas à nous contacter afin que nous trouvions ensemble la technique adaptée à votre problématique.
 
 

Principe MEB


La microscopie électronique à balayage (Scanning Electron Microscopy " MEB " ou " SEM ") est une technique capable de produire des images en haute résolution de la surface d’un échantillon. Le MEB est utilisé dans de nombreux domaines ; de la biologie aux sciences des matériaux en passant par la microélectronique... et sur tous types d'échantillon, même les isolants peuvent être observés après métallisation. L'analyse se déroule sous atmosphère inerte contrôlée ou encore sous basse tension (proche du kV).

Le MEB est généralement utilisé pour étudier la morphologie en 3D avec une résolution nanométrique d’une surface ou d’un objet.
La composition chimique et élémentaire peut également être obtenue par microanalyse X.

La microscopie électronique à balayage est proche dans son principe de la microscopie optique. Cependant, la longueur d'onde associée au faisceau électronique étant beaucoup plus faible que celle d'un faisceau de lumière, la résolution latérale en microscopie électronique s'en trouve nettement améliorée. Il existe, néanmoins, des contraintes liées à l'utilisation des électrons : la présence d'un vide poussé dans la colonne du microscope est indispensable.

Le principe de cette technique repose donc sur l'utilisation d'un faisceau d’électrons incidents de quelques dizaines de kilovolts balayant la surface de l’échantillon qui réémet alors tout un spectre de particules et de rayonnements : électrons secondaires, électrons rétrodiffusés, électrons Auger et rayons X.

Le faisceau électronique est produit dans un « canon à électrons » puis est dirigé au travers d'un ensemble de lentilles électromagnétiques et de bobines de balayage formant la colonne du MEB. 

La détection des différentes particules ou rayonnement émis fournit des informations sur l’échantillon : sa morphologie, sa topographie, sa structure cristalline, sa composition chimique élémentaire (analyse qualitative et semi quantitative)…


Électrons secondaires

Lors de la collision entre les électrons primaires du faisceau et les atomes de l’échantillon, un électron primaire peut céder une partie de son énergie à un électron des couches superficielles (< quelques nm) de l'échantillon provoquant son éjection. Ces derniers, appelés électrons secondaires, sont représentatifs de la topographie de l’échantillon.

Électrons rétrodiffusés

Les électrons rétrodiffusés résultent de la diffusion quasi élastique des électrons du faisceau primaire par les noyaux des atomes en surface de l’échantillon. Ils ont donc une énergie proche de l’énergie du faisceau primaire et une profondeur d’échappement de l’ordre de 10 à 200 nm. La détection des électrons rétrodiffusés fournit une image dont le contraste est lié à la composition chimique de l’échantillon. 

Électrons Auger

Ils correspondent aux électrons d’une couche profonde de l’atome cible éjectés lors de la collision avec le rayon primaire. Leur énergie est caractéristique de l’atome qui les a émis et permet ainsi d’obtenir des informations sur la composition chimique de la surface de l’échantillon.

Microanalyse X

L’émission de rayons X, dont la longueur d’onde est caractéristique des atomes cibles, permet d’obtenir des informations sur la nature chimique de l’atome.

 

IMAGERIE "TOPOGRAPHIQUE"

Visualisation de la topographie de l’échantillon
Par la détection des électrons secondaires.

IMAGERIE "CHIMIQUE"

Acquisition des images avec visualisation de la composition chimique
Elle fournit des images dont le contraste est fonction du numéro atomique par la détection des électrons rétrodiffusés (contraste de composition).

MICROANALYSE X

POINTE

Analyse élémentaire (typiquement à partir du carbone) d’un point de l’échantillon
Les rayons X issus d’un volume de l’ordre du µm3 (fonction de la tension d’accélération et de la nature de l’échantillon) sont détectés en un point de l'échantillon. Les éléments en quantité inférieure à environ 0.2 % en masse ne seront pas détectés.

PROFIL

Analyse élémentaire le long d'une ligne traçée sur l’échantillon
Une analyse élémentaire est réalisée pixel par pixel le long d'une ligne sélectionnée.

CARTOGRAPHIE

Imagerie de la répartition d’un ou plusieurs éléments sur la surface
Toujours à l'aide des rayons X, une analyse élémentaire est réalisée pixel par pixel sur une surface déterminée de l'échantillon.

ANALYSE MICROSTRUCTURALE PAR EBSD

Informations en particulier sur l'orientation, la taille et la forme des grains
Détection des électrons diffractés par les plans atomiques de l'échantillon.

MODE CHAUFFE OU/ET TRACTION

Utilisation d'une platine chauffante par effet Peltier et de traction
Ce module permet l'étude de la morphologie de surface d'un échantillon soumis à différentes températures ou à une rampe et/ou à un étirement croissant.

Applications MEB

  • Caractérisation morphologique (topographie répartition des constituants dans des mélanges ou composites),  information cristallographique, cartographie chimique, mesures dimensionnelles
  • Identification de contaminations sous forme de dépôt, particules, etc... 
  • Observation des micro-organismes biologiques (avec platine Peltier)

Spécification techniques MEB

  • Source : Tungstène ou FEG Schottky
  • Signaux détectés : électrons secondaires et rétrodiffusés, rayons X 
  • Éléments détectés : à partir du Bore
  • Limites de détection : 0,1 à 1 % atomique
  • Résolution latérale : nanométrique
  • Imagerie/cartographie : Oui
  • Plusieurs MEB et détecteurs :
    • Différents détecteurs d'électrons secondaires et rétrodiffusés
    • Détecteurs STEM [BF (analyse des électrons non diffusés ou diffusés aux très petits angles => visibilité sur la variation de densité de masse), DF (analyse des électrons diffusés aux petits angles => effet de diffraction et de diffusion par les éléments légers visible), HADF (électrons diffuses inélastiquement aux grands angles => diffusion incohérente ne dépend pas de la structure cristalline du matériau. Le contraste image est proportionnel à l’épaisseur de l’échantillon et au numéro atomique)
    • Détecteur EDX
    • Détecteur EBSD
  • Mode VP (pression variable)
  • Platine chauffante (jusqu'à 1000°C) avec ou sans traction
  • Platine cryogénique (refroidie par effet Peltier)
  • Grande chambre pour analyse d'échantillons volumineux
  • Analyse de cross sections par FIB Xe ou Ga

Forces MEB

  • Imagerie haute résolution du très grand rapide au tout petit (champ de vue micronomique)
  • Identification rapide des éléments présents par EDX
  • Excellente profondeur de champ (~100x celle de la microscopie optique)
  • Le mode "vide partiel" ou "pression variable" permet l'imagerie d'échantillons isolants et/ou hydratés