D1 Microscopie électronique (TEM/SEM)

Topique

La microscopie électronique à transmission, TEM, la méthode expérimentale décrite par ce modèle, éclaire l'échantillon avec un faisceau d'électrons accélérés plutôt que de lumière visible, et c'est la longueur d'onde de De Broglie de cet électron accéléré, corrigée de manière relativiste en fonction de la proximité de sa vitesse avec la vitesse de la lumière, qui détermine la limite de résolution de ce même microscope : plus cette longueur d'onde de Broglie est courte, plus les détails que ce microscope électronique peut encore distinguer sont petits. Le fait que la tension d'accélération de cet électron soit plus grande signifie que, selon cette même relation de De Broglie relativistement corrigée, sa longueur d'onde est plus courte et, par conséquent, la limite de résolution de ce microscope est meilleure.

Le fait que cette longueur d'onde de Broglie de l'électron accéléré soit, dans un microscope électronique à transmission bien conçu, beaucoup plus courte que la distance entre les atomes de l'échantillon eux-mêmes est ce qui permet à ce même microscope, dans son mode haute résolution, d'atteindre une résolution atomique : la capacité de distinguer, dans l'image que forme ce microscope, des plans atomiques individuels de la structure cristalline de l'échantillon. Le fait que ce microscope électronique à transmission fonctionne dans ce mode haute résolution signifie qu'en plus de la taille et de la forme de chaque nanoparticule de l'échantillon, il révèle également sa structure cristalline interne, plan atomique par plan atomique.

C'est pourquoi ce modèle, avec la microscopie électronique et sa limite de résolution avec laquelle il a été ouvert, signifie que le comptage d'un nombre suffisant d'images de particules individuelles, prises par ce même microscope électronique, détermine la taille moyenne des particules de l'ensemble de l'échantillon : plus on compte de particules individuelles dans cet ensemble d'images, plus cette taille moyenne de particules est représentative de la distribution granulométrique réelle présente dans l'ensemble de l'échantillon. Le fait que cette microscopie électronique atteigne, grâce à cette courte longueur d'onde De Broglie de l'électron, une résolution bien inférieure à la limite imposée par la longueur d'onde de la lumière visible sur un autre modèle de cet ensemble signifie que ce microscope électronique peut résoudre, en taille et en forme, des nanoparticules individuelles que cette autre méthode optique ne peut plus distinguer les unes des autres.

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