Les SEM peuvent produire des images avec une résolution beaucoup plus élevée que les microscopes optiques et peuvent également être utilisés pour visualiser des échantillons qui ne sont pas transparents à la lumière. Cela les rend idéaux pour étudier les caractéristiques de surface des matériaux, telles que les fissures, les pores et autres défauts.
Voici une explication plus détaillée du fonctionnement des SEM :
1. Le faisceau d'électrons est généré par un canon à électrons. Le canon à électrons est constitué d'un filament chauffé qui émet des électrons. Les électrons sont accélérés par une haute tension, généralement comprise entre 1 et 30 kilovolts (kV).
2. Le faisceau électronique est focalisé par une série de lentilles électromagnétiques. Les lentilles focalisent le faisceau sur un très petit point, généralement d'environ 1 à 10 nanomètres (nm) de diamètre.
3. Le faisceau d'électrons est balayé à travers l'échantillon. Le balayage est effectué par deux ensembles de bobines électromagnétiques qui dévient le faisceau dans les directions x et y. Le faisceau est balayé selon un motif raster, ce qui signifie qu’il se déplace selon une série de lignes parallèles à travers l’échantillon.
4. Les électrons réfléchis ou émis sont détectés par un détecteur. Le détecteur est généralement un scintillateur qui convertit les électrons en photons. Les photons sont ensuite amplifiés et détectés par un tube photomultiplicateur.
5. Les électrons détectés sont utilisés pour créer une image. L’image est construite pixel par pixel, au fur et à mesure que le faisceau d’électrons parcourt l’échantillon. La luminosité de chaque pixel correspond au nombre d'électrons détectés à ce point.
Les SEM peuvent produire des images avec une résolution allant jusqu’à 1 nm, ce qui est bien supérieur à la résolution des microscopes optiques. Cela les rend idéaux pour étudier les caractéristiques de surface des matériaux, telles que les fissures, les pores et autres défauts. Les SEM peuvent également être utilisés pour visualiser des échantillons qui ne sont pas transparents à la lumière, tels que les métaux, les céramiques et les plastiques.
Les SEM sont largement utilisés dans divers domaines, notamment la science des matériaux, l'ingénierie, la biologie et la géologie.
