Acquisition d’une caméra rapide ultra-sensible pour le microscope à ultra-haute résolution Titan E-TEM “Nanomax”

Équipement, AAP 2017

Equipe : C2N

Porteur : Gilles Patriarche

Résumé : 

Beaucoup des matériaux synthétisés et étudiés par les équipes du DIM “Respore” sont très sensibles à l’irradiation électronique. Cela rend très difficile, sinon impossible, leur étude par microscopie électronique à transmission, en particulier en mode haute résolution (HRTEM).

L’acquisition d’une caméra ultra-sensible et ultra-rapide pour équiper le microscope électronique en transmission à ultra-haute résolution « Nanomax » va permettre de suivre la croissance in-situ dans le microscope de nanostructures très sensibles à l’irradiation électronique (la vitesse d’acquisition peut atteindre 1200 images par seconde pour un format image de 1900 pixels par 580 pixels). Cette caméra sera particulièrement adaptée à l’observation de nanostructures extrêmement sensibles à l’irradiation électronique, comme des nano-objets à structure organique (nanotubes de cyclodextrine, protéines marquées) ou des nanostructures hybrides de type MOF (Metal-Organic Framework) ou d’alumine nano-poreuse. Une caméra ultra-rapide à détection directe, travaillant à des fréquences d’acquisition très élevées (40 ms par image), permet la correction de la dérive de l’échantillon en temps réel.

Nous allons bientôt installer ce type de caméra sur le microscope électronique en transmission Nanomax, déjà équipé d’un correcteur d’aberration géométrique en mode image. Ce microscope a été installé récemment à l’Ecole Polytechnique à Palaiseau, il a été acquis dans le cadre du projet Equipex « TEMPOS ». Ce microscope peut travailler avec une tension d’accélération de 80kV à 300kV. Cet équipement sera en France le seul microscope électronique en transmission équipé d’un correcteur d’aberration géométrique doté d’une caméra à détection directe ultra-sensible et ultra-rapide. L’installation de la caméra est prévue pour juin 2018.

Image HRTEM à 200kV d’une nanoparticule MIL-100Fe obtenue sur une caméra K2 Summit. La nanoparticule est orientée en axe de zone <111>. L’acquisition a été faite en mode fractionnée sur une seconde (une correction de drift a été réalisée entre les images), la dose totale d’irradiation est de 5.3 électrons par Angstrom carré. L’observation a été faite sur un microscope JeolF200 par GatanUS.

Image HRTEM à 200kV d’une nanoparticule MIL-100Fe obtenue sur une caméra K2 Summit. La nanoparticule est orientée en axe de zone <111>. L’acquisition a été faite en mode fractionnée sur une seconde (une correction de drift a été réalisée entre les images), la dose totale d’irradiation est de 5.3 électrons par Angstrom carré. L’observation a été faite sur un microscope JeolF200 par GatanUS.

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