Microscopie électronique à balayage

Personnels impliqués

Françoise MAUBE (T UPS)
Julien BERGER (MC UPS)

Missions et activités

Le service MEB de l’Observatoire Midi-Pyrénées (OMP) et hébergé/géré par le laboratoire Géosciences Environnement Toulouse (GET ; local F056) est destiné à la caractérisation d’échantillons solides (minéraux, minerais, roches, poussières, sédiments, fossiles, matériaux environnementaux…) par imagerie électronique, cathodoluminescence et spectrométrie des rayons X. Il permet d’obtenir des images topographiques (électrons secondaires) ou de contrastes chimiques (électrons primaires) ainsi que des analyses ponctuelles chimiques semi-quantitatives (système EDS) à haute résolution spatiale. L’imagerie par cathodoluminescence permet en outre d’imager des contrastes chimiques et cristallographiques au sein des minéraux luminescents sous le faisceau d’électron.
La tarification est de 10€/h pour les utilisateurs affiliés aux laboratoires OMP et 45€/h pour les externes. Les réservations s’effectuent par mail ou de visu via Françoise Maubé.

Équipements disponibles

  • Microscope électronique à balayage JEOL JSM 6360LV
  • Microscope électronique à balayage Tescan Vega 4
  • Evaporateur de carbone Eloise (208 Turbo Carbon Coater)

Description du MEB JEOL

Le laboratoire est équipé depuis 2004 d’un microscope électronique à balayage (MEB), Jeol JSM 6360LV (vide partiel et vide poussé), couplé à un système d’analyse EDX de type silicon drift detector (SDD) Bruker Quantax 10mm².

Description du MEB Tescan

Un microscope électronique Tescan Vega 4 LMU a été installé fin 2020. Il est équipé d’un détecteur EDX de type SDD Bruker Quantax 30mm² qui permet un comptage plus rapide, notamment lors des cartographies chimiques RX. Le microscope est également équipé d’un détecteur cathodoluminescence Tescan CL Rainbow pouvant fonctionner simultanément en mode couleur (canaux rouge, vert, bleu) et en noir et blanc (panchromatique) sur la gamme de longueur d’onde 350-850 nm.

Les deux microscopes électroniques peuvent être utilisés pour de l’imagerie topographique (électrons secondaires et rétrodiffusés) et de contrastes chimiques (électrons rétrodiffusés) sur des gammes de haute tension allant de 5 à 30 kV. Ils sont tous deux adaptés aux analyses en vide partiel et poussé mais le Tescan dispose d’un détecteur d’électrons secondaires dédié au vide partiel.

Image d’hémimorphite en électrons rétrodiffusés

Spectromètres EDX

Les spectromètres EDX permettent de réaliser des analyses chimiques qualitatives à quantitatives ponctuelles ou sur champ large sur divers types de matériaux. Les deux systèmes ont été calibrés pour effectuer des analyses quantitatives dans des conditions de travail spécifiques. L’analyse EDX peut également être effectuée en mode cartographie chimique élémentaire en enregistrant le spectre d’une surface balayée par le faisceau d’électrons. Les logiciels sont équipés d’un système de reconnaissance de phase pouvant permettre d’obtenir des cartographies et proportions de phases minérales.

Cartographie RX de l’Al dans une pyroxénite
Cartographie RX du Mn dans un grenat

Détecteur de cathodoluminescence

Le détecteur de cathodoluminescence (CL) installé sur le Tescan est très sensible pour imager les minéraux peu luminescents (quartz, zircon, feldspaths, scheelite…). Il peut également être utilisé pour imager des minéraux fortement luminescents comme certains carbonates et certains phosphates.

Image CL de quartz hydrothermal
Imagerie CL d’un zircon

Exemples d’utilisation du MEB-EDS-CL :

  • imagerie en paléontologie ;
  • imagerie CL des zircons avant datation par LA-ICP-MS ;
  • répartition des phases minérales à l’aide d’une mosaïque d’images en électrons rétrodiffusés ;
  • analyse chimique semi-quantitative et quantitative de matériaux solides inorganiques ;
  • imagerie CL des zonations quartz hydrothermal ;
  • cartographie chimique élémentaire et de phases minérales ;
  • imagerie et analyse de microplastiques ;
  • analyse de poussières contenant des métaux lourds sur filtre.

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