microscope électronique ultime

http://www.labtechnologist.com/news/ng.asp?n=82732-transmission-electron-microscope-team-lawrence-berkeley-national-laboratory-department-of-energy

Le tout dernier ME a été installé aux USA.
Il est capable de résoudre 2 points distants de 0,5 anstroem, c'est-à-dire en-dessous de l'échelle atomique!! Cette prouesse est due notamment à l'évolution fulgurante des compensateurs d'abérrations ces dernières années.
En jouant sur l'énergie du faisceau d'électrons, on peut faire manipuler la matière à l'atome près, en faisant "sauter" des atomes hors de leur position.

Quand je vous disais que de tous les scientifiques, les microscopistes électroniques sont les plus proches de Dieu

Stephane

Des images !!!
On veut des images...

Euh...tu sais à cette échelle il faut savoir ce qu'on regarde pour y comprendre quelque chose.
Voici 1 liens intéressants:

http://www.eurekalert.org/pub_releases/2008-01/dbnl-dot012208.php
http://ncem.lbl.gov/TEAM-project/

Stephane

Ce qui me surprant le plus, c'est qu'en 59, on ait déjà été à 10 Å de résolution ; je ne pensais pas que le microscope électronique était aussi précis, il me semblait que c'était le champ des microscopes tunnel, & c°. Et il n'y a eu qu'une amélioration d'un bon ordre de grandeur en 50 ans, ça me surprend.

Sinon, belle performance quand même. Sur l'image des cristaux d'or, pourquoi ne voit-on pas les atomes des cristaux, mais ceux de la transitions avec une telle précision ?

PeM

Je t'avoue qu'en tant que biologiste mes connaissances s'arrêtent là.
Ces microscopes sont essentiellement destinés aux physiciens et aux spécialistes des sciences des matériaux.

Pour l'évolution, et bien comme je l'ai précisé il a fallu attendre d'autres avancées, notamment dans la correction des aberrations (un truc de ouf, non-physiciens s'abstenir sous peine de malaise) et dans les sources (puissance et cohérence du faisceau). Il est également possible que les caméra digitales jouent un rôle, car certaines sont bien plus sensibles que l'oeil, et comme l'intensité diminue quand le grossissement augmente (comme en photographie photonique), c'est bien utile pour les forts grossissements.

Si je ne trompe, il y a une récente trouée dans la correction des aberrations grâce à un petit génie allemand.

Stephane

Steph a écrit:

Pour l'évolution, et bien comme je l'ai précisé il a fallu attendre d'autres avancées, notamment dans la correction des aberrations (un truc de ouf, non-physiciens s'abstenir sous peine de malaise) et dans les sources (puissance et cohérence du faisceau).

Je suppose que tu parle de cohérence spatiale là? .. parce que de la cohérence temporelle avec des electrons, bonjour! N'y a t'il pas aussi des travaux de fait sur les methodes de déconvolution? ça doit quand même aider si on ne souhaite pas trop pousser l'énergie des electrons afin de limiter les dégas causés au matériau analysé...

Cohérence spaciale tout à fait, le faisceau lui est continu.
La déconvolution sert quand l'image est imparfaite, dans la microscopie électronique il ne s'agit pas de corriger l'image mais le faisceau lui-même!
On fait de la déconvolution sur des images optiques (microscopie confocale), pour réduire le "bruit" dû à la lumière diffusée en-dessous et au-dessus du plan focal.

Stephane

J'ajouterai que pour obtenir une meilleure cohérence spaciale, les é doivent être obtenus à partir de la plus petite source possible.
Carl Zeiss GmbH commercialise depuis peu un nouveau type de microscpe électronique, qui fonctionne avec un faisceau d'ion He à la place d'électrons!!
Les ions sont produits à partir de 3 atomes seulement!!! Difficile de faire mieux au niveau de la cohérence.
Il permettrait une résolution inférieure au nanomètre (pas mal du tout pour un microscope à balayage!).

http://www.smt.zeiss.com/C1256E4600305472/Contents-Frame/4E8922E90F2A5212C125732B002EBEC2

Stephane

Hello,

Steph a écrit:

Cohérence spaciale tout à fait, le faisceau lui est continu.

D'ac! Pour ce qui est de la cohérence temporelle ce n'est pas seulement une question de faisceau continue, mais aussi une phase non aléatoire entre les fonctions d'ondes des electrons.

Steph a écrit:

La déconvolution sert quand l'image est imparfaite, dans la microscopie électronique il ne s'agit pas de corriger l'image mais le faisceau lui-même!

Interessant, la déconvolution n'est donc pas utilisée pour accroitre la résolution de l'image au dela de celle du faisceau. Une partie de ma thèse est consacrée à la déconvolution, et bien que je ne l'ai pas utlisée dans ce but, il est tout à fait possible avec cette technique d'accroitre la résolution de la mesure en connaissant la fonction de transfert de la sonde et en ayant la précision de scan suffisante.
Un exemple, si tu as une sonde dont la résolution et de 5mm mais que tu fait des mesures toutes les 0.5mm lors du scan, alors par déconvolution tu peut faire de l'imagerie avec une résolution de moins de 1mm (la technique est assez dégueu et très lourde en calcul, mais ça marche).
Une note cependant, les différentes méthodes de calcule ne se valent pas. Par exemple j'ai eu pas mal de problème avec les techniques à base de transfo de Fourier (je m'y suis peut-être mal pris) et celle qui a donné les meilleurs résultats avec la moindre charge en calcul est une méthode de Jansson-van Cittert modifiée par mes soins.

Steph a écrit:

J'ajouterai que pour obtenir une meilleure cohérence spaciale, les é doivent être obtenus à partir de la plus petite source possible.

Parfaitement, c'est la base même de la cohérence spaciale, soit-elle en optique ou en electronique.

Steph a écrit:

Carl Zeiss GmbH commercialise depuis peu un nouveau type de microscpe électronique, qui fonctionne avec un faisceau d'ion He à la place d'électrons!!

Impressionnant! Des ions d'hélium à la place d'electrons - c'est trés intelligent car d'une part la longueur d'onde de De Broglie est à peut pres 5000 fois plus petite que celle des electrons à la même énergie, ce qui a un impact positif sur la résolution, mais en plus l'usage d'ions "léger" évite la pulvérisation de l'échantillon et je pense limite aussi les effets thermiques car là où un faisceau d'electrons serait en grosse partie absorbée par l'échantillon, les ions eux peuvent se neutraliser et partir de l'échantillon en emportant un grosse partie de leur énergie cinétique.

Max

Max a écrit:

Interessant, la déconvolution n'est donc pas utilisée pour accroitre la résolution de l'image au dela de celle du faisceau. Une partie de ma thèse est consacrée à la déconvolution, et bien que je ne l'ai pas utlisée dans ce but, il est tout à fait possible avec cette technique d'accroitre la résolution de la mesure en connaissant la fonction de transfert de la sonde et en ayant la précision de scan suffisante.
Un exemple, si tu as une sonde dont la résolution et de 5mm mais que tu fait des mesures toutes les 0.5mm lors du scan, alors par déconvolution tu peut faire de l'imagerie avec une résolution de moins de 1mm (la technique est assez dégueu et très lourde en calcul, mais ça marche).

Je comprends ce que tu veux dire. Cependant, la formation d'image en SEM n'est pas aussi simple que "le faisceau touche mon specimen et donne une image". La HT et la qualité du matériau (ainsi bien sûr que l'age du capitaine) font notamment varier la pénétration du faisceau, et donc la résolution. Je pense qu'une déconvolution serait en pratique impossible du fait du nombre quasi infini de situation possibles.

Pour l'He-ion, il y a de nets avantages comme par exemple la faible dispersion du faisceau lors du passage d'une ouverture (si j'ai bien compris), mais il y a un gros désavantage: l'énergie transférée au specimen est plus faible (comme tu l'as dit) et ne permet pas d'éjecter des rayons X, et donc ne permet pas de faire des analyses élémentaires (appelées EDX, energy dispersive spectroscopy).

Tu es physicien Max?

Stephane

Steph a écrit:

Je comprends ce que tu veux dire. Cependant, la formation d'image en SEM n'est pas aussi simple que "le faisceau touche mon specimen et donne une image".

en effet, j'ai oublié que la fonction de transfert du system n'est pas constante et dépend en fait de l'échantillon et où se trouver le faisceau .. sacré bazard.

Steph a écrit:

Pour l'He-ion,...

Merci pour ces informations interessantes - oui, je connais bien l'EDX, j'en ai mangé pas mal à une certaine periode de mes études.

Steph a écrit:

Tu es physicien Max?

Jusqu'aux ongles

Max