Présentation du microscope électronique à transmission Hitachi HT7800 par Thierry Grenut (Mai 2024)
Microscope électronique à transmission (TEM), type de microscope électronique qui a trois systèmes essentiels: (1) un canon à électrons, qui produit le faisceau d'électrons, et le système à condensateur, qui concentre le faisceau sur l'objet, (2) le producteur d'image système, composé de la lentille d'objectif, de la platine de l'échantillon mobile et des lentilles intermédiaires et de projection, qui focalisent les électrons traversant l'échantillon pour former une image réelle, fortement agrandie, et (3) le système d'enregistrement d'image, qui convertit l'image électronique sous une forme perceptible à l'œil humain. Le système d'enregistrement d'images se compose généralement d'un écran fluorescent pour visualiser et focaliser l'image et d'un appareil photo numérique pour les enregistrements permanents. De plus, un système de vide, composé de pompes et de leurs jauges et vannes associées, ainsi que des alimentations électriques est requis.
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Le canon à électrons et le système à condensateur
La source d'électrons, la cathode, est un filament de tungstène en forme de V chauffé ou, dans les instruments à haute performance, une tige pointue d'un matériau tel que l'hexaborure de lanthane. Le filament est entouré d'une grille de contrôle, parfois appelée cylindre Wehnelt, avec une ouverture centrale disposée sur l'axe de la colonne; le sommet de la cathode est disposé pour se situer au niveau ou juste au-dessus ou au-dessous de cette ouverture. La cathode et la grille de commande sont à un potentiel négatif égal à la tension d'accélération souhaitée et sont isolées du reste de l'instrument. L'électrode finale du canon à électrons est l'anode, qui prend la forme d'un disque avec un trou axial. Les électrons quittent la cathode et le blindage, accélèrent vers l'anode et, si la stabilisation de la haute tension est adéquate, traversent l'ouverture centrale à une énergie constante. Le contrôle et l'alignement du canon à électrons sont essentiels pour assurer un fonctionnement satisfaisant.
L'intensité et l'ouverture angulaire du faisceau sont contrôlées par le système de lentille du condenseur entre le pistolet et l'échantillon. Une seule lentille peut être utilisée pour faire converger le faisceau sur l'objet, mais, le plus souvent, un double condensateur est utilisé. En cela, la première lentille est solide et produit une image réduite de la source, qui est ensuite imagée par la deuxième lentille sur l'objet. Un tel agencement est économique en espace entre le canon à électrons et la platine objet et est plus flexible, car la réduction de la taille de l'image de la source (et donc la taille finale de la zone éclairée sur l'échantillon) peut varier largement en contrôlant la première lentille. L'utilisation d'un petit spot minimise les perturbations dans l'échantillon dues au chauffage et à l'irradiation.
Le système producteur d'images
La grille de spécimen est transportée dans un petit support dans une étape de spécimen mobile. L'objectif est généralement de courte focale (1 à 5 mm [0,04 à 0,2 pouce]) et produit une véritable image intermédiaire qui est encore agrandie par l'objectif ou les objectifs du projecteur. Une seule lentille de projecteur peut fournir une plage de grossissement de 5: 1, et en utilisant des pièces polaires interchangeables dans le projecteur, une plage de grossissements plus large peut être obtenue. Les instruments modernes utilisent deux lentilles de projecteur (une appelée lentille intermédiaire) pour permettre une plus grande plage de grossissement et pour fournir un plus grand grossissement global sans augmentation proportionnelle de la longueur physique de la colonne du microscope.
Pour des raisons pratiques de stabilité et de luminosité de l'image, le microscope est souvent utilisé pour donner un grossissement final de 1 000 à 250 000 × sur l'écran. Si un grossissement final plus élevé est requis, il peut être obtenu par agrandissement photographique ou numérique. La qualité de l'image finale au microscope électronique dépend en grande partie de la précision des divers réglages mécaniques et électriques avec lesquels les différentes lentilles sont alignées les unes par rapport aux autres et au système d'éclairage. Les lentilles nécessitent des alimentations d'une grande stabilité; pour le plus haut niveau de résolution, une stabilisation électronique supérieure à une partie sur un million est nécessaire. Le contrôle d'un microscope électronique moderne est effectué par un ordinateur et un logiciel dédié est facilement disponible.
Enregistrement d'images
L'image électronique est monochromatique et doit être rendue visible à l'œil en permettant aux électrons de tomber sur un écran fluorescent installé à la base de la colonne du microscope ou en capturant l'image numériquement pour l'affichage sur un écran d'ordinateur. Les images informatisées sont stockées dans un format tel que TIFF ou JPEG et peuvent être analysées ou traitées par image avant publication. L'identification de zones spécifiques d'une image, ou pixels avec des caractéristiques spécifiées, permet d'ajouter des couleurs parasites à une image monochrome. Cela peut être une aide à l'interprétation visuelle et à l'enseignement et peut créer une image visuellement attrayante à partir de l'image brute.
