Le laboratoire de microscopie électronique de l'INNT est logé dans un espace « hyper-tranquille » au sein du bâtiment de l'INNT. Outre la préparation d'échantillons et le soutien en informatique et en traitement des données, ce laboratoire comprend deux microscopes électroniques à transmission (MET) et deux microscopes électroniques à balayage (MEB). Les microscopes électroniques à transmission se situent dans des salles distinctes de caractérisation où l'on trouve un niveau extrêmement faible de perturbations électromagnétiques, de variations de température et de vibrations mécaniques.

Le laboratoire se destine à des projets qui auront d'importantes répercussions, comme en font part les règlements du laboratoire et le processus d'examen proposé. Des frais s'appliquent à la plupart des activités. Les chercheurs peuvent offrir leurs services de soutien pour couvrir les coûts du temps de faisceau.

Microscopie électronique à transmission

L'INN possède deux microscopes électroniques à transmission.

Microscope électronique à transmission en science des matériaux Hitachi HF 3300

Photo: Le HF-3300 de Hitachi

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Il s'agit d'un microcope de pointe MET/MEBT de 300 kV doté d'un filtre d'image post-colonne Gatan Tridiem (GIF). Sa technologie de pistolet électronique de champ froid confère un rendement spectroscopique supérieur et de puissantes capacités d'interférométrie électronique. La combinaison de techniques de microscopie électronique quantitative rendent cet instrument unique en son genre. La souplesse et la stabilité hors pair aux niveaux mécanique et électrique de ce microscope permettent aux chercheurs de défier les limites de la microscopie électronique et d'analyser des échantillons et des problèmes particulièrement difficiles. Cet instrument a pour fonction première de traiter des échantillons en science des matériaux à l'aide des techniques suivantes :

l'imagerie MET à haute résolution (MET HR) en modes conventionnel (faisceau parallèle) et balayage (MEBT)
la spectroscopie de perte d'électrons à haute résolution d'énergie avec une sonde d'environ 0,2 nm et un courant de faisceau important
l'holographie des électrons en dehors de l'axe, l'interférométrie à trois faisceaux et l'holographie MEBT
la diffraction électronique à faisceau parallèle (la source du pistolet à émission électronique de champ froid permet au faisceau parallèle de travailler avec de très petites sondes) et à faisceau convergent
le mappage et l'analyse chimique par spectrométrie à dispersion d'énergie
Plusieurs supports et détecteurs sont disponibles pour cet instrument.

MET pour matériaux mous JEOL 2200 FS

Photo: Le JEOL 2200 FS

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Cet instrument Schottky à émission de champ de 200 kV est muni d'un filtre en colonne qui permet l'acquisition d'images filtrées d'énergie et de figures de diffraction qui seront recueillies sur plaque image et caméra CCD à balayage lent. La source Schottky de cet instrument est suffisamment robuste pour permettre l'analyse d'échantillons organiques.

Parmi les techniques pouvant être utilisées, on compte :

l'imagerie MET cryogénique en modes faisceau conventionnel et balayage
la spectroscopie de pertes d'énergie d'électrons à résolution d'énergie modérée, filtrage d'énergie, diffraction et imagerie
la diffraction électronique à filtrage d'énergie à faisceau parallèle et à faisceau convergent
l'imagerie cryogénique à haute inclinaison et la tomographie électronique à résolution d'environ 0,3 nm
le mappage et l'analyse chimique à dispersion d'énergie

Plusieurs supports et détecteurs sont disponibles pour cet instrument.

Microscopie électronique à balayage

Les microscopes électroniques à balayage (MEB) utilisent un faisceau d'électrons balayés hautement énergétique pour examiner la surface d'un échantillon. À des fins d'examen, il est possible d'agrandir les images pour permettre de voir des caractéristiques à l'échelle nanométrique. En outre, nous pouvons obtenir des informations chimiques de zones mesurant de quelques millimètres carrés à un micromètre (un millionième de mètre) pour des échantillons épais et 50 nm pour des échantillons minces.

Il est possible d'analyser des échantillons à des températures au-dessus ou en deçà de la température ambiante. Les examens effectués à l'aide de la microscopie électronique à balayage peuvent générer des informations telles que :

la topographie ou relief de la surface d'un échantillon
la morphologie – la forme et la taille de différents composants qui constituent l'échantillon
la composition élémentaire – les concentrations relatives d'éléments chimiques de la surface de l'échantillon et leur distribution dans ses différentes phases

Microscope électronique à balayage à haute résolution Hitachi S4800

Photo: Le MEB à émission électronique S-4800 de Hitachi

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Le S-4800 est un microscope électronique à balayage à émission de champ froid à haute résolution doté de plusieurs fonctions de pointe incluant le fonctionnement énergétique bas et le filtrage de signaux à l'aide d'un filtre à lentille ExB. Cet instrument offre comme principal avantage la capacité d'accéder à plusieurs signaux non traités – signaux de surveillance d'échantillons, de référence et de courant de faisceau. Il permet également un accès distinct à chacune de ses lentilles et électrodes. Cette souplesse permet de développer des détecteurs supplémentaires et d'améliorer la microscopie électronique semi-quantitative à balayage. Puisque l'INN est à l'avant-garde de la microscopie électronique, ses clients auront accès aux capacités de caractérisation les plus évoluées.

Microscope électronique à balayage à pression élevée Hitachi S3000N

Ce microscope SEM de type à pression variable peut analyser des échantillons non-conducteurs et mouillés, lesquels ne peuvent habituellement pas être analysés à l'aide des méthodes de MEB standard. Cet instrument est idéal pour l'analyse d'échantillons biologiques et polymériques lorsque des nanostructures souples et sensibles doivent être préservées pendant la préparation de l'échantillon ou lorsque d'autres méthodes de microscopie électronique conventionnelles sont utilisées. Le 3000N est un MEB à filament de tungstène qui convient à l'imagerie de résolution moyenne. Conçu pour l'imagerie à des pressions élevées, il est muni d'un détecteur d'électrons secondaire à quatre quadrants. L'instrument est également doté d'un spectromètre à rayons X à dispersion d'énergie pour les microanalyses chimiques.

Soutien pour la préparation d'échantillons et les calculs

Laboratoire de préparation d'échantillons

Un vaste laboratoire de préparation d'échantillons est mis à la disposition des utilisateurs de MET et de MEB. Notre laboratoire de préparation d'échantillons comprend les outils suivants :

graveur ionique
dispositif de dépôt de carbone
chambre de croissance de carbone ultra-mince
cryomicrotome
affûteuses, dispositifs d'embrèvement, lustreurs

Calculs et traitement des données

Les micrographes électroniques acquis à l'aide d'instruments bien caractérisés et exploités doivent être considérés comme des matrices de données quantitatives mesurées. Cela s'applique particulièrement aux images de spectres. Ces données quantitatives aident à comprendre les éléments étudiés. Elles peuvent également être comparées et assorties à des simulations. L'INN offre les laboratoires et l'expertise nécessaires pour traiter les données et produire une gamme étendue de simulations.

Pour obtenir les fiches techniques et de plus amples renseignements sur les microscopes électroniques précités, veuillez consulter les pages Web de Hitachi High-Technologies Canada, Inc.

Pour obtenir d'autres information ou pour soumettre une demande d'accès à l'installation, veuillez la transmettre par courrier électronique à l'adresse suivante : NINT_request@cnrc-nrc.gc.ca.