2.
Mode image
Pour
le mode image, on place ici l’écran afin de le conjuguer
avec le plan image
de l’objectif. On observe ainsi l’image réelle de l’échantillon mis
dans le microscope.
Il existe trois principaux modes en imagerie réelle: le champ clair, le champ sombre et l’imagerie en Haute Résolution.
ANALOGIE AVEC
UN BANC OPTIQUE 1
Conjugaison
des images de diffraction et des images reelles
Montage reproduisant le trajet des électrons au sein du MET
Explication
du montage: nous avons une source de
lumière de type laser. La première lentille est on
objectif de microscope. Directement derrière, en s, est positionné un diaphragme.
Celui-ci doit être bien positionné sinon il peut être responsable d’une diffraction.
S est au foyer de L1 de sorte que les faisceaux sortent de L1 parallèles Ceux-ci
traversent la grille et sont focalisés par L2 en S’. La grille est un réseau en 2 dimension qui
permet de faire l’analogie avec un cristal. C’est en S’, plan focal image de L2 que se
trouve le cliché de diffraction.
Analogie
avec le faisceau d’électrons qui traverse le MET
•
Le laser et les
lentilles L0 et L1 sont situés avant la grille
et permettent aux rayons
lumineux d’arriver en mode parallèle sur le grille. Ces trois éléments représentent donc la partie
illumination du MET avec le laser qui serait la source d’électrons et L1 et L2 les lentilles
condenseurs.
•
La grille est un réseau périodique à
deux dimensions. C’est donc un bon modélisateur d’échantillon
cristallin.
•
La lentille L2 agit comme l’objectif de ce montage. Elle focalise
les rayons lumineux
dans le plan de diffraction (S’).
•
La lentille L2’ permet de conjuguer l’écran
soit avec l’objet (grille), soit avec le plan de diffraction S’’. Comme pour
le MET l’écran est ici inamovible, c’est la lentille L2’ qui bouge.
•
Action
de la lentille L2’
Faisons
l’expérience de conjugaison avec un objet possédant un réseau
périodique.
Sachant
que l’écran est fixe,c’est la position de L’1 qui détermine ce que l’on
observe sur
l’écran. En effet la relation de conjugaison de descartes est
On
peut trouver une position pour L’1 afin d’obtenir l’image de l’objet
sur l’écran, on conjugue
alors l’objet avec l’écran
Image d'un objet constitué d'un réseau vertical
Si
L’1 est placée telle que S’ est quasiment au foyer de L’1, on aura
l’image à l’infini du cliché de diffraction
Cliché de diffraction du réseau vertical
Le faisceau transmis est utilisé
pour former l'image. Lorsque plusieurs plans sont excités le contraste dépend du
numéro atomique des constituants de l'échantillon. En effet, les électrons
traversant l'échantillon peuvent subir des chocs élastiques et être déviés avec
de grands angles. Ils ne sont alors pas détectés. Les éléments lourds
apparaissent donc plus sombres et les éléments légers plus clairs. De même, les
zones de l'échantillon les plus épaisses apparaissent plus sombres et les zones
fines plus claires. Les meilleurs contrastes sont obtenus en mode « deux
ondes » où l’intensité lumineuse n’est répartie que sur le faisceau
transmis et un unique faisceau diffracté du cliché de diffraction.
b.
Champ sombre
En plaçant un diaphragme dans
le plan focal, on peut sélectionner une famille de plans réticulaires particulières
pour former l'image. L'image est donc formée uniquement par les électrons diffractés par
cette famille. Les zones de l'image qui diffractent à des angles différents (toutes les
autres familles de plans) apparaissent sombres. Ce mode permet principalement
d'observer des défauts cristallins (comme les dislocations, puisqu'elles distordent
localement la maille du cristal et donc modifient l'angle de diffraction).
c.
Image en haute résolution
Ce mode
d'imagerie consiste à observer la matière à l'échelle atomique.
Interaction
des faisceau diffractés:
•
un faisceau
diffractés contient l’information de périodicité du cristal dans une direction
(fréquence spatiale).
• on reconstruit
la périodicité du cristal avec, parfois la résolution atomique en sélectionnant
à l’aide du diaphragme dans le cliché de diffraction, plusieurs tâches autour
du faisceau transmis.
ANALOGIE AVEC
UN BANC OPTIQUE 2
Selection des
points de diffraction et effets sur l’image reelle.
Cette
expérience a pour but de montrer que le cliché de diffraction
représente une décomposition des
informations sur l’objet. Si nous sélectionnons une partie de ces
informations , seulement celles-ci
apparaitrons sur l’image réelle.
La nouvelle
manip utilise le même montage que la première mais cette fois nous nous
servons des positions de
conjugaison avec l’objet et le plan de diffraction déjà déterminés avec
la première expérience.
Nous placerons des fentes dans le plan de diffraction pour masquer une
partie du cliché de
points et masquer des informations sur l’image finale
Avec le même
objet que pour l’expérience précedente le cliché de points est le
suivant.
En plaçant une fente qui joue ici le rôle de diaphragme dans le MET (veiller à ce que la fente soit bien mise au point, sinon celle-ci peut diffracter une partie du faisceau).
On masque ici l’information correspondant à la
période du réseau puisqu’on ne garde que le faisceau transmis
cliché de diffraction masqué pour
ne garder que le faiscau transmis
Si on conjugue maintenant l’écran avec l’objet
On obtient l’image finale suivante, débarassée
du réseau, il ne reste que le fond, c’est la strioscopie.
En fait en reconjuguant l’ecran avec l’objet tout se passe
Comme si nous réalisions une transformée de Fourier
inverse du cliché de diffraction modifié
l'objet débarassé de sa périodicité
Ceci
permet d’expliquer la sélection faite dans le cliché de points afin d’avoir une image réelle en haute résolution
( travail peut-être possible sur les intensités, analogie avec le facteur de structure).
