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Journée microscopies électroniques

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Le Jeudi 08 Novembre 2012, salle de conférences de l’IEM (300 av. du Professeur Émile Jeanbrau, Montpellier)
10h–12h : À quoi sert la microscopie électronique : présentation de la nacelle microscopie de la PAC Chimie Balard et du service commun microscopie de l’UM2
14h–16h deux conférences

Programme de la journée

10h–12h : À quoi sert… la microscopie électronique ?

Les techniques de microscopies électroniques à balayage et en transmission sont basées sur les interactions électrons – matière et constituent des outils puissants pour la caractérisation microstructurale des matériaux aux échelles microscopiques et nanométriques. Il est possible d’étudier la morphologie, la composition chimique et la structure cristalline de tout type de matériaux. Ces techniques d’analyses peuvent être utilisées dans des domaines d’application aussi variés que les éco-technologies, la santé, les sciences du vivant ou l’agro-alimentaire.

  • Présentation de la PAC Chimie Balard (Jean-Claude Jumas)
  • Présentation du Service de Microscopie Électronique ICGM/IEM et ICSM­ (Nicole Fréty, ICGM, et Renaud Podor, ICSM)
  • Présentation du Service Commun de Microscopie Électronique UM2 (Yannick Guari)
  • La microscopie électronique à balayage ­(Nicole Fréty, ICGM)
  • La microscopie électronique à balayage environnementale - Expérimentation in situ (Renaud Podor, ICSM)
  • La microscopie électronique en transmission ­(Franck Godiard, SC Microscopie UM2)
  • Questions / réponses

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14h-16h : deux conférences

1. Inelastic electron scattering in the TEM and investigation of dynamic processes in the environmental SEM

Prof. Marc Willinger (Fritz Haber Institut der Max Planck Gesellschaft, Berlin, Allemagne)

The electron microscope presents an ideal set-up to perform inelastic scattering experiments : A beam of electrons with well defined kinetic energy and momentum is directed towards a thin sample. The beam interacts with the arrangement of atoms and can be analysed in terms of momentum and energy transfer in a spectrometer that is placed below the sample. Electron energy loss spectrometry (EELS) monitors inelastic interactions and provides details about chemical composition and electronic structure of a material simultaneously to the geometric information provided by the TEM (transmission electron microscopy). The method will be presented with some examples in order to demonstrate the analytical power of EELS in the TEM.

Investigation of dynamic processes in the environmental SEM (scanning electron microscopy) : We are growing graphene sheets inside the scanning electron microscope and study the dynamics of metalic systems under different environments. The visualization of processes that are otherwise studied ex-situ or by other in-situ methods (e.g. high pressure XPS) provides valuable insights and support for the interpretation of spectroscopic data.

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2. Imagerie 3D par tomographie électronique appliquée à l’étude des nano-objets

Dr. Ovidiu Ersen (Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg – IPCMS UMR 7504 CNRS / université de Strasbourg)

Les méthodes de synthèse actuelles permettent de réaliser des nano-objets et des nanomatériaux toujours plus complexes, avec des propriétés parfois inattendues. La compréhension de l’origine de ces nouvelles propriétés est intéressante du point de vue fondamental, mais elle est aussi indispensable si l’on souhaite les mettre à profit dans des nouveaux dispositifs. Pour ce faire, une corrélation précise doit être établie entre la méthode de synthèse et les propriétés d’intérêt qui sont imposées par différents types de paramètres physico-chimiques. Si l’on prend comme exemple le domaine de la catalyse, le comportement d’un catalyseur constitué d’une phase active et de son support dépend de leurs structures, leurs compositions chimiques, la distribution spatiale de leurs composants et de l’interaction support-catalyseur. Leur caractérisation à l’échelle du nanomètre s’impose, afin de s’affranchir des effets de moyenne inhérents aux études de l’ensemble. Cependant, la plupart des techniques d’imagerie et de spectroscopie reposent sur l’analyse d’une projection de l’objet sur un plan, où toutes ces informations sont intégrées en épaisseur.

Pour résoudre les caractéristiques de nano-objets dans les trois dimensions de l’espace, il faut pouvoir reconstruire leurs volumes à partir des observations projetées. La solution est l’utilisation de la tomographie électronique, une technique qui consiste à reconstruire le volume d’un objet à partir d’une série de ses projections enregistrées en microscopie électronique. De nos jours, elle est devenue un outil indispensable pour l’étude des nanomatériaux, grâce en partie à la multitude des modes compatibles avec une approche tomographique : champ claire en TEM, le plus facile à mettre en œuvre mais utilisé pour les matériaux amorphes ou faiblement cristallisés ; champ sombre en STEM, un mode incohérent plus adapté aux matériaux cristallins qui présente une meilleure résolution et dans lequel l’intensité est proportionnelle au numéro atomique moyen. Très récemment, les derniers progrès en instrumentation ont permis la mise en place de la tomographie EFTEM qui combine l’approche tomographique à l’imagerie filtrée en énergie. Il s’agit d’une technique doublement sélective (au caractère 3D de l’objet et à sa composition chimique), qui permet d’obtenir des cartographies 3D élémentaires en utilisant une série de projections chimiques.

Pour illustrer l’ensemble des potentialités de la tomographie électronique, différents types d’étude seront présentés. Par exemple, dans le mode champ clair une étude quantitative de la distribution spatiale des nanoparticules métalliques par rapport à un support de nanotube de carbone sera détaillée. En mode STEM-HAADF, la détermination de la cristallographie de surface des particules de Pd (taille 5 nm), ainsi que l’étude de leur arrangement dans des super-réseaux seront présentées. Finalement, pour la tomographie analytique que nous avons réussi à implémenter avec une résolution approchant le nanomètre, l’étude de la localisation spatiale de l’azote dans des nanotubes de carbone dopés, ou encore la détermination de la distribution spatiale de la silice par rapport à l’alumine dans un support de catalyseur mixte, seront détaillées à titre illustratif.

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Inscription conseillée pour faciliter l’organisation

Voir en ligne : http://www.fed-chimiebalard.cnrs.fr...

Agenda

séminaire

  • Jeudi 8 novembre 2012 10:00-16:00 -

    Journée microscopies électroniques

    Résumé : a.m. : À quoi sert la microscopie électronique // p.m. : conférences Marc Willinger et Ovidiu Ersen

    Lieu : IEM, Salle de conférences - 300 av. du Professeur Émile Jeanbrau, Montpellier


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