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Tout ce que vous avez toujours voulu savoir sur la microscopie électronique à transmission, sans jamais avoir osé le demander Formation permanente CNRS.

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Présentation au sujet: "Tout ce que vous avez toujours voulu savoir sur la microscopie électronique à transmission, sans jamais avoir osé le demander Formation permanente CNRS."— Transcription de la présentation:

1 Tout ce que vous avez toujours voulu savoir sur la microscopie électronique à transmission, sans jamais avoir osé le demander Formation permanente CNRS en Microscopie Électronique à Transmission CEMES 22-24 Avril 2009 Tout ce que vous avez toujours voulu savoir sur la microscopie électronique à transmission, sans jamais avoir osé le demander Formation permanente CNRS en Microscopie Électronique à Transmission CEMES 22-24 Avril 2009

2 Programme Mercredi 22 Avril
9h-10h : Introduction à la microscopie électronique à transmission (F. Mompiou) 10h-10h15 : Pause 10h15-12h15 : L’instrument MET (F. Houdellier) 12h15-14h : Repas 14h-15h45 : Interaction électron matière, la diffraction électronique (C. Gatel) 15h45-16h : Pause 16h-18h : Microscopie conventionnelle (CTEM) (J. Douin) Jeudi 23 Avril 9h-10h30 : Diffraction en faisceau convergent (CBED) (F. Houdellier) 10h30-10h45 Pause 10h45-12h : Microscopie à haute résolution (HREM) (M. Hytch) 12h-14h : Repas 14h-15h45 : Holographie électronique (E. Snoeck) 16h-18h : Spectroscopie à pertes d’énergie d’électrons (EELS) (B. Warot) Vendredi 24 Avril 9h-12h : TD CBED et HREM (Groupe 1) (F. Houdellier, M. Hytch) 9h-12h : démonstration TEM (Groupe 2) (S. Joulié) 12h-14h Repas 14h-16h : démonstration TEM (Groupe 1) (S. Joulié) 14h-16h : TD CBED et HREM (Groupe 2) (F. Houdellier, M. Hytch) 16h-16h15 Pause 16h15-18h TD EELS (Groupe 1 et 2) (B. Warot)

3 De la découverte de l’électron à la microscopie électronique
Introduction De la découverte de l’électron à la microscopie électronique Approche non désincarné de la science, présentation historique, naissance d’un concept et d’une technique

4 1897: J. J. Thomson découvre l’électron en étudiant les « rayons cathodiques »
Cathode chauffé, puis accélération des électrons sous une certaine ddp  déflexion par electrodes  particules chargées Les rayons cathodiques sont chargés négativement. Cathode-anode, fentes, tube à vide, matériau phosphorescent (tube de Crookes).

5 Comment focaliser les rayons cathodiques ? Wehnelt et Gabor:
Utiliser des champs électrique et magnétique 1925: Louis de Broglie postule la nature ondulatoire de la matière l=2.5pm, U=200kV 1927: C. Davisson et L.Germer montrent la nature ondulatoire des électrons Gabor , hongrois à berlin TH, 1925, fasciné par la photographie, théorie d’Abbe. Doctorat sur la focalisation des rayons cathodiques 20 ans après la découverte de l’électron. Corrections relativistes Prix Nobel Davisson et germer, bell labs

6 De Broglie Electrons retrodiffusés, diagramme polaire, confirmation de lambda pour certaine valeur de U. Loi de Bragg (interférences constructives) Loi de Bragg D’après Davisson Nobel Lecture

7 Réseau réciproque Symétrie
D’après Davisson et Germer, Phys. Rev. Simulation cliché de diffraction {111} (FCC) en microscopie électronique à transmission On peut faire changer l’azimuth, on vient faire diffracter certains plan qui ont la même symétrie que le réseau (notion de réseau réciproque). En MET, même chose, cliché non déformé (car theta très petit)

8 Hans Busch (1927): début de l’optique électronique de façon formelle:
Le travail d’Hamilton en mécanique un siècle avant  « Un champ électromagnétique a le même effet sur un électron qu’une lentille sur un rayon lumineux » Si les mêmes principes gouvernent mécanique et optique, quel est l’analogue de la lentille ? Personne ne semble s’être posée cette question depuis Hamilton ! Calcul des trajectoires électroniques dans un champ B de symétrie de révolution. (angle et distance focale)

9 1928 dans un recoin du café Wien à Berlin:
Szilard : "Busch a montré comment réaliser des lentilles pour les électrons, de Broglie a montré qu'ils possédaient des longueurs d'onde inférieures à l'angströms. Pourquoi ne construisez-vous pas un microscope électronique, on pourrait voir les atomes avec !!“ Gabor : "Oui, j'en suis conscient. Mais on ne peut pas s'introduire dans la matière vivante dans le vide et tout se transformerait immédiatement en cendres sous le faisceau d'électron".

10 Travail de Ernst Ruska et Max Knoll à TH Berlin, début des années 1930
Ruska E (translated by Mulvey T). The early development of electron lenses and electron microscopy. Stuttgart: Hirzel, 1980. Travail de Ernst Ruska et Max Knoll à TH Berlin, début des années 1930 Oscilloscope avec un spot intense petit et un rapide balayage En 1931, il réussit à obtenir la première image agrandie 14.4 fois. Utilisation de champs (Birkeland années 1870) Ruska chargé de vérifier les calculs de Busch mais c’est pas très satisfaisant. (distribution trop large du champ). Ça ne l’empêche pas de continuer son travail sur des lentilles électrostatiques (de fines grilles) puis revient aux lentilles magnétiques En 1931, il réussit à obtenir la première image agrandie 14.4 fois.


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