Quels sont les différents types de microscopes à balayage?

Il existe plusieurs types de microscopes à balayage, notamment le microscope électronique à balayage, le microscope à effet tunnel et le microscope à force atomique. Les microscopes à balayage sont généralement constitués d'une sonde ou d'un faisceau d'électrons qui balaye la surface d'un échantillon. L'interaction entre le microscope à balayage et l'échantillon produit des données mesurables, telles que le changement de courant, la déviation de la sonde ou la production d'électrons secondaires. Ces données sont utilisées pour créer une image de la surface de l'échantillon au niveau atomique.

Le microscope électronique à balayage est l'un des types de microscopes à balayage utilisés pour imager un échantillon. Le microscope détecte les signaux résultant de l'interaction de son faisceau d'électrons avec les atomes situés à la surface de l'échantillon. Plusieurs types de signaux sont généralement produits, notamment la lumière, les rayons X et les électrons.

Ce microscope permet de mesurer plusieurs types d'électrons, notamment les électrons transmis, les électrons rétrodiffusés et les électrons secondaires. Typiquement, les microscopes électroniques à balayage ont un détecteur d'électrons secondaires, qui sont des électrons délogés produits à partir d'une source de rayonnement primaire, à savoir le faisceau d'électrons. Les électrons secondaires donnent des informations sur la structure physique de la surface au niveau atomique. Généralement, le microscope enregistre une surface de 1 à 5 nanomètres.

Les microscopes à balayage qui utilisent une sonde, tels que le microscope à effet tunnel, produisent des images de résolution supérieure à celle du microscope électronique à balayage. Le microscope à effet tunnel comprend une pointe conductrice placée très près de l’échantillon. Une différence de tension entre la pointe conductrice et l'échantillon provoque le tunnel d'électrons entre l'échantillon et la pointe.

Lorsque les électrons se croisent, un courant de tunnel est formé et mesuré. Lorsque la pointe conductrice est déplacée, le courant change, reflétant les différences de hauteur ou de densité à la surface de l'échantillon. Avec ces données, une image de la surface au niveau atomique est construite.

Le microscope à force atomique est un autre microscope à balayage doté d'une sonde. Il consiste en un porte-à-faux et une pointe effilée placés près de la surface de l'échantillon. Lorsque la pointe se rapproche de l'échantillon, des forces entre la pointe et l'échantillon font dévier le porte-à-faux. Les forces comprennent généralement la force de contact mécanique, la force de van der Waals et la force électrostatique.

En règle générale, la déviation du cantilever est mesurée à l'aide d'un laser focalisé sur la surface supérieure du cantilever. La déviation révèle la forme physique de la surface en un point particulier. L'échantillon et la sonde sont déplacés pour scanner toute la surface. Une image est construite à partir des données obtenues par le laser.