Qu'est-ce que la microscopie électronique à transmission?
La microscopie électronique à transmission (MET) est une technologie d’imagerie dans laquelle des faisceaux d’électrons traversent des échantillons très minces. Lorsque les électrons sont transmis au travers de l'échantillon et interagissent avec sa structure, une image agrandie et focalisée est résolue sur un support de formation d'image, tel qu'un film photographique ou un écran fluorescent, ou capturé par une caméra CCD spéciale. Comme les électrons utilisés en microscopie électronique à transmission ont une très petite longueur d’onde, les MET peuvent obtenir des images à des résolutions beaucoup plus élevées que les microscopes optiques classiques qui dépendent de faisceaux lumineux. En raison de leur pouvoir de résolution plus élevé, les MET jouent un rôle important dans les domaines de la virologie, de la recherche sur le cancer, de l'étude des matériaux et de la recherche et développement en microélectronique.
Le premier prototype TEM a été construit en 1931 et, dès 1933, une unité dotée d'un pouvoir de résolution supérieur à la lumière avait été mise en évidence en utilisant les images de fibres de coton comme éprouvette. Au cours des prochaines décennies, les capacités d'imagerie de la microscopie électronique à transmission ont été perfectionnées, ce qui rend la technologie utile pour l'étude des échantillons biologiques. Après l’introduction du premier microscope électronique en Allemagne en 1939, la Seconde Guerre mondiale retarda l’évolution de la situation. Un laboratoire clé fut alors bombardé et deux chercheurs décédés. Après la guerre, le premier microscope électronique à grossissement 100k a été introduit. Sa conception fondamentale en plusieurs étapes peut encore être trouvée dans la microscopie électronique à transmission moderne.
À mesure que la technologie TEM évoluait, une technologie connexe, la microscopie électronique à transmission par balayage (STEM), a été perfectionnée dans les années 1970. Le développement du canon à émission de champ et d'une lentille d'objectif améliorée a permis l'imagerie d'atomes à l'aide de STEM. Une grande partie du développement de la technologie STEM résulte des progrès de la microscopie électronique à transmission.
Les modules TEM comportent généralement trois phases de lentille: la lentille à condensation, la lentille d'objectif et la lentille du projecteur. Le faisceau d'électrons primaire est formé par la lentille de condensation, tandis que l'objectif concentre le faisceau qui traverse l'échantillon. La lentille de projection dilate le faisceau et le projette sur le dispositif d'imagerie, tel qu'un écran électronique ou une feuille de film. D'autres lentilles spécialisées sont utilisées pour corriger les distorsions du faisceau. Le filtrage d'énergie sert également à corriger l'aberration chromatique, une forme de distorsion provoquée par l'incapacité d'un objectif de focaliser toutes les couleurs du spectre au même point de convergence.
Bien que les systèmes de microscopie électronique à transmission diffèrent par leurs conceptions spécifiques, ils ont plusieurs composants et étapes en commun. Le premier de ces systèmes est un système à vide qui génère le flux d'électrons et incorpore des plaques et des lentilles électrostatiques avec lesquelles l'opérateur peut diriger le faisceau. L'étage de spécimen comprend des sas qui permettent d'insérer l'objet à étudier dans le flux. Les mécanismes dans cette étape permettent de positionner l'échantillon pour une vue optimale. Un canon à électrons est utilisé pour "pomper" le flux d'électrons à travers le TEM. Enfin, une lentille électronique, agissant de manière similaire à une lentille optique, reproduit le plan de l'objet.