Laboratoire de microscopie électronique à balayage

Le Laboratoire de microscopie électronique à balayage (MEB) permet d’analyser les interactions électrons-matière à l’aide d’équipements de pointe capables de produire des images en haute résolution de la surface d’un échantillon et de sa composition.

Le microscope électronique à balayage Zeiss EVO® 50 smart SEM de l’INRS permet d’obtenir des images en haute résolution de la surface et de la composition de pratiquement tous les matériaux solides à des grossissements allant de 100 X à 60 000 X et une grande profondeur de champ.

Le microscope électronique à balayage Zeiss EVO® 50 smart SEM de l’INRS est équipé d’une large gamme de détecteurs qui lui confère une grande polyvalence d’analyse, soit :

  • l’imagerie par détection des électrons secondaires (SE) : les images obtenues représentent essentiellement la topographie de l’échantillon;
  • l’imagerie par détection des électrons rétrodiffusés (BSE) : cette technique permet d’obtenir une image des densités atomiques des phases présentes dans l’échantillon par contraste chimique. Elle est couramment utilisée pour distinguer des éléments lourds (possédant un numéro atomique élevé) et pour la granulométrie;
  • l’imagerie par la détection des électrons secondaires en pression variable (VPSE) : l’une des particularités de cet appareil est qu’il peut travailler sur n’importe quel échantillon sec (conducteur ou non) sans traitement préalable, en ajustant la pression de la chambre dans laquelle on place l’échantillon à observer;
  • la microanalyse élémentaire par spectrométrie X à dispersion d’énergie (EDS) permet l’analyse ponctuelle de la composition chimique élémentaire d’un très petit objet et l’affichage de la distribution des éléments par cartographie.

Voici les détails techniques du microscope à balayage électronique ZEISS EVO® 50 SMART SEM :

  • Cathode au Tungstène
  • Tension d’accélération : 0,2 – 30 kV
  • Résolution : 3 nm à 30 kV
  • Grossissement : 100 x – 60000 x
  • Chambre: 365 mm (Ø) X 255 mm (h) 
  • Platine compucentrique motorisée 5-axes permettant des déplacements importants :
    • X = 0 à 100 mm
    • Y = 0 à 125 mm
    • Z = 0 à 35 mm
    • T = -1º à 90º
    • R = 360 º
  • Résolution maximale des images : 2048 x 1536 pixels
  • Détecteurs : 
    • SE : Everhart-Thornley Secondary Electron Detector 
    • 4Q-BSE : 4 Quadrant Backscattered Detector
    • VPSE : variable pressure secondary electron
    • EDS Microanalysis System: Oxford Instruments, INCAx-sight EDS Detectors. Ce détecteur est muni d’une diode silicium dopée au lithium Si(Li), qui, associée à un analyseur multicanal, fait un classement des photons X en fonction de leur énergie
  • Performance du détecteur EDS :
    • Éléments détectables : Béryllium (z = 4) à l’Uranium (z = 92)
    • Temps d’acquisition d’un spectre : 20-100 s
    • Résolution sur Mn-Kα : 127 à 135 eV
    • Limite de détection : 1000 ppm
    • Sensibilité : 10000 cps
    • Refroidissement : 77 K (N2 liq)

L’infrastructure est accessible à tous : étudiantes et étudiants et chercheuses et chercheurs des milieux universitaires, industriels ou gouvernementaux. Il est également possible de l’utiliser, ainsi que notre expertise, dans le cadre de collaborations externes ou de contrats de recherche et développement.

Des formations d’une durée approximative de 2 heures sont offertes aux nouveaux usagers désirant manipuler seuls le microscope électronique à balayage.

La tarification dépend de la catégorie des utilisateurs : INRS, autres universités et autres utilisateurs. Elle est aussi basée en fonction de l’utilisation : MEB seulement ou MEB + EDS par exemple. Des frais fixes peuvent s’ajouter selon la méthode de préparation des échantillons. 

 

Tarification 2020

SANS utilisation de l’EDS

Type d’utilisateur Non assisté* Assisté** Supervision technique***
INRS 29,20 $ 60 $ 90,70 $
Collaborateur 36,50 $ 74,90 $ 113,40 $
Universitaire 43,80 $ 89,90 $ 136,10 $
Externe 58,40 $ 119,90 $ 181,40 $

 

Avec utilisation de l’EDS

Type d’utilisateur Non assisté* Assisté** Supervision technique***
INRS 44,50 $ 75,30 $ 106 $
Collaborateur 55,70 $ 94,10 $ 132,50 $
Universitaire 66,80 $ 112,90 $ 159,10 $
Externe 89,10 $ 150,60 $ 212,10 $

 

Frais fixes à l’unité

Type d’utilisateur Non assisté* Supervision technique***
Placage or 3,80 $ 19,20 $
Placage carbone 1,40 $ 16,80 $

 

Carbone double faces 12 mm 0,70 $
Carbone double faces 25 mm 0,70 $
Frais de facturation 15,40 $

 

*Non assisté : L’utilisateur est seul avec l’instrument.

**Assisté : Une assistance est fournie à l’utilisateur pour des dépannages et réponses à des questions ponctuelles.

***Supervision technique : Un technicien est présent en permanence pour piloter la machine, mais ne fournit aucun soutien scientifique.

Contactez-nous pour en savoir plus.

 

Préparation des échantillons

Afin de travailler dans de bonnes conditions, seuls sont acceptés les échantillons exempts de toute eau, de solvants ou d’autres matériaux qui pourraient se vaporiser une fois le vide atteint.

Ce microscope électronique à balayage peut fonctionner en pression contrôlée) pour l’observation dans un vide allant de 10-400 Pa. Ceci permet l’observation d’échantillon sans métallisation préalable.

Si nécessaire, les échantillons non-conducteurs sont enduits d’une fine couche d’or-palladium (20-30 nm) où de carbone de sorte que leurs surfaces soient conductrices.

La couche d’Au/Pd est appliquée par pulvérisation cathodique en utilisant un SPITM Sputter Coater Module.

Le carbone est appliqué par évaporation en utilisant un SPITM Carbon Coater System.

 

Observation en électrons secondaires (topographie)

Les échantillons solides sont montés sur des plots en aluminium de 12,7 mm ou 25,4 mm de diamètre à l’aide de pastilles de carbone adhésives doubles-faces, puis placés sur un carrousel pouvant contenir jusqu’à 8 échantillons.

 

Observation en électrons rétrodiffusés (contraste de phase)

L’idéal est d’analyser des échantillons en lames minces polies, mais il est possible d’analyser de la poudre, des grains et divers autres échantillons conducteurs ou non.

En ce qui concerne les lames minces, deux types de supports sont disponibles : un support individuel et un support huit lames.

Voici deux exemples d’application du microscope électronique à balayage :

  • Images en électrons secondaires permettant de visualiser des microfossiles de l’Ordovicien 

Avec l’aimable autorisation d’Esther Asselin (Ressources naturelles Canada)

 

  • Images en électrons rétrodiffusés (A) et analyse EDS (B) de laminations détritiques siliceuses et micritiques carbonatés prises sur des lames minces provenant des sédiments lacustres du lac Yoa, Ounianga Kebir, Tchad. 

Photo : Francus et J-F Crémer, Centre Eau Terre Environnement de l’INRS

Cette infrastructure a été acquise grâce à une subvention de la Fondation canadienne pour l’innovation (FCI) et le gouvernement du Québec.

Personnes-ressources

Arnaud De Coninck
Responsable technique
Téléphone : 418 654-3704
Courriel : arnaud.de_coninck@ete.inrs.ca

Pierre Francus
Professeur et responsable scientifique
Téléphone : 418 654-3780
Courriel : pierre.francus@ete.inrs.ca

Carole Parent
Conseillère partenariats-valorisation
Téléphone : 418 654-2531
Courriel : carole.parent@ete.inrs.ca

Laboratoire de microscopie électronique à balayage (MEB)

Institut national de la recherche scientifique

Centre Eau Terre Environnement

490, rue de la Couronne

Québec (Québec)  G1K 9A9

CANADA

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