dernière mise à jour le 8 mars 2020 par Sagar Aryal
le premier Microscope électronique à Balayage a été initialement fabriqué par Mafred von Ardenne en 1937 dans Il a utilisé la puissance haute résolution pour scanner un petit raster à l’aide d’un faisceau d’électrons focalisés sur le raster., Il a également cherché à réduire les problèmes des images d’aberrations chromatiques produites par les Microscopes électroniques à Transmission.
D’autres études ont été suivies par des scientifiques et des instituts de recherche tels que Cambridge Scientific Instrument Company qui a finalement développé un Microscope électronique à balayage entièrement construit, en 1965 et l’a nommé Stéréoscan.
le prix du Microscope électronique à balayage (MEB) est d’environ 1 million de dollars.,
définition du Microscope électronique à balayage (MEB)
Le Microscope électronique à balayage (MEB) est un type de microscope électronique qui balaie des surfaces de micro-organismes qui utilise un faisceau d’électrons se déplaçant à faible énergie pour focaliser et scanner des échantillons.
Le développement de microscopes était dû à l’inefficacité de la longueur d’onde de la lumière microscopes. les microscopes électroniques ont des longueurs d’onde courtes en vert par rapport au microscope optique, ce qui permet un meilleur pouvoir de résolution.,
Source de L’Image: JEOL USA, Inc. et Wikipedia.
Le Principe du Microscope électronique à Balayage
Contrairement à la microscopie électronique à Transmission qui utilise des électrons transmis, le Microscope électronique à balayage émis des électrons.
Le microscope électronique à Balayage fonctionne sur le principe de l’application de l’énergie cinétique à produire des signaux sur l’interaction des électrons., Ces électrons sont des électrons secondaires, des électrons rétrodiffusés et des électrons rétrodiffusés diffractés qui sont utilisés pour visualiser les éléments cristallisés et les photons. Les électrons secondaires et rétrodiffusés sont utilisés pour produire une image. Les électrons secondaires émis par l’échantillon jouent le rôle principal de détecter la morphologie et la topographie de l’échantillon tandis que les électrons rétrodiffusés montrent un contraste dans la composition des éléments de l’échantillon.
comment fonctionne le Microscope électronique à balayage (MEB)?,
source de L’Image: Wikipedia
- la source des électrons et des lentilles électromagnétiques provient de lampes à incandescence en tungstène placées en haut de la colonne et similaires à celles du Microscope électronique à transmission.
- Les électrons sont émis après l’énergie thermique est appliqué à la source d’électrons et autorisés à se déplacer dans un mouvement rapide vers l’anode, qui a une charge positive.,
- Le faisceau d’électrons active l’émission d’électrons primaires dispersés (primaires) à des niveaux d’énergie élevés et d’électrons secondaires à des niveaux d’énergie faibles à partir de la surface de l’échantillon. Le faisceau d’électrons interagit avec l’échantillon pour produire des signaux qui donnent des informations sur la topographie de surface et la composition de l’échantillon.
- Le spécimen n’a pas besoin de traitement spécial pour la visualisation sous le SEM, même les échantillons séchés à l’air peuvent être examinés directement., Cependant, microbienne spécimens ont besoin de fixation, de déshydratation et de séchage afin de maintenir les caractéristiques structurelles de ces cellules et à prévenir l’effondrement des cellules lorsqu’elles sont exposées au vide du microscope.
- Les échantillons sont montés et revêtus d’éléments en métal lourd à couche mince pour permettre la diffusion spatiale des charges électriques à la surface de l’échantillon permettant une meilleure production d’image, avec une grande clarté.
- Le balayage par ce microscope est obtenu en effilochant un faisceau d’électrons d’avant en arrière sur une section mince du microscope., Lorsque les électrons atteignent le spécimen, la surface libère un minuscule staw d’électrons connus sous le nom d’électrons secondaires qui sont ensuite piégés par un appareil de détecteur spécial.
- lorsque les électrons secondaires atteignent et pénètrent dans le détecteur, ils frappent un scintillateur (un matériau de luminescence qui fluorescent lorsqu’il est frappé par une particule chargée ou un photon de haute énergie). Cela émet des éclairs de lumière qui sont convertis en courant électrique par un photomultiplicateur, envoyant un signal au tube cathodique. Cela produit une image qui ressemble à une image de télévision qui peut être vu et photographié.,
- La quantité d’électrons secondaires qui entrent dans le détecteur est fortement définie par la nature de l’échantillon, c’est-à-dire que les surfaces surélevées reçoivent de grandes quantités d’électrons, entrant dans le détecteur tandis que les surfaces enfoncées ont moins d’électrons atteignant la surface et donc moins d’électrons pénètrent dans le détecteur.
- par conséquent, les surfaces surélevées apparaîtront plus lumineuses à l’écran tandis que les surfaces déprimées apparaîtront plus sombres.,
les Pièces d’un Microscope électronique à Balayage (MEB)
Les principaux composants du Microscope électronique à Balayage comprennent;
- Source d’Électrons – C’est où les électrons sont produits sous la chaleur thermique à une tension de 1-40kV. les électrons se condensent en un faisceau qui est utilisé pour la création d’une image ana et l’analyse. Il existe trois types de sources d’électrons qui peuvent être utilisés j’., e filament de tungstène, hexaborure de lanthane et pistolet à émission de champ (FEG)
- lentilles – il a plusieurs lentilles de condensateur qui focalisent le faisceau d’électrons de la source à travers la colonne formant un faisceau étroit d’électrons qui forment une tache appelée une taille de tache.
- bobine de balayage – ils sont utilisés pour dévier le faisceau sur la surface de l’échantillon.
- Détecteur-il est composé de plusieurs détecteurs capables de différencier les électrons secondaires, les électrons rétrodiffusés et les électrons rétrodiffusés diffractés., Le fonctionnement des détecteurs dépend fortement de la tension de la vitesse, de la densité de l’échantillon.
- Le dispositif d’affichage (dispositifs de sortie de données)
- alimentation
- Système de vide
comme le Microscope électronique à transmission, le microscope électronique à balayage doit être exempt de vibrations et d’éléments électromagnétiques.
images au Microscope électronique à balayage (MEB)
Figure: image MEB du pollen et des étamines Tradescantia., Source: Wikipedia
Figure: Micrographie électronique à balayage à basse température du nématode à kyste du soja et de son œuf. Agrandi 1 000 fois. Source: Wikipedia
Figure: image au microscope électronique à balayage d’un hederelloïde du Dévonien du Michigan (le plus grand diamètre du tube est de 0,75 mm). Source: Wikipedia.
Figure: photorésist SEM micrograph (1995) SEM= DSM 982 Gemini de Zeiss. Source: Wikipedia.,
Figure: Micrographie électronique à Balayage de la surface d’une pierre rénale montrant des cristaux tétragonaux de Weddellite (oxalate de calcium dihydraté) émergeant de la partie centrale amorphe de la pierre. Source: Wikipedia.
Figure: image SEM des stomates sur la surface inférieure d’une feuille. Source: Wikipedia.,
Applications du Microscope électronique à balayage (SEM)
Il est utilisé dans une variété de domaines, y compris les utilisations industrielles, les études nanoscientifiques, les études biomédicales, la microbiologie
- utilisé pour l’analyse chimique ponctuelle en spectroscopie de rayons X à dispersion d’énergie.
- utilisé dans l’analyse de composants cosmétiques de très petite taille.
- utilisé pour étudier les structures filamentaires des micro-organismes.
- utilisé pour étudier la topographie des éléments utilisés dans les industries.,
les Avantages du Microscope électronique à Balayage (MEB)
- Ils sont faciles à utiliser et possède une interface conviviale.
- Ils sont utilisés dans une variété d’applications industrielles pour analyser les surfaces des objets solides.
- certains SEMs modernes sont capables de générer des données numériques qui peuvent être portables.
- Il est facile d’acquérir des données à partir du SEM, dans un court laps de temps d’environ 5 minutes.,
Limitations
- ils sont très chers à l’achat
- ils sont encombrants à transporter
- ils doivent être utilisés dans des locaux exempts de vibrations et d’éléments électromagnétiques
- ils doivent être maintenus avec une tension constante
- ils doivent être maintenus avec un accès aux systèmes de refroidissement
la combinaison des principes de fonctionnement du Microscope électronique à balayage (MEB) et de l’électron de Transmission microscope (tem) a formé le microscope électronique à transmission par balayage (tige)., Le Microscope électronique à Transmission par balayage (STEM) utilise un faisceau convergent d’électrons pour se concentrer sur une sonde sur l’échantillon, et la sonde est ensuite balayée sur sa surface en collectant des signaux qui sont ensuite collectés point à point pour former une image.
