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I2TEM booste la microscopie électronique

22 mai 2013

CEMES - UPR 8011

En juin prochain, le Centre d’Elaboration de Matériaux et d’Etudes Structurales (CEMES), à Toulouse inaugurera officiellement l’instrument I2TEM (In situ Interferometry Transmission Electron Microscope). Soit un microscope électronique au design unique au monde, et dont les microscopistes toulousains attendent des merveilles. « I2TEM offre une flexibilité d’observation qui, avant lui, relevait simplement du domaine du rêve », résume Florent Houdellier, ingénieur de recherche, responsable de l’instrument.

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Véritable plateforme d’optique électronique, I2TEM est ainsi spécialement dédié à l’interférométrie, un mode qui permet en particulier l’observation quantitative des champs électromagnétiques engendrés par les nano-objets. Or, comme l’explique Florent Houdellier, « avec un microscope électronique classique, certains modes d’interférométrie nécessitent d’opérer des modifications profondes de l’instrument qui dégradent ses performances et qui, techniquement, sont d’une extrême complexité. »

Avec I2TEM, rien de semblable. Il offre en particulier la possibilité de faire de l’holographie dite « en champ sombre » – une technique interférométrique permettant d’accéder à la cartographie quantitative des champs de déformations mécaniques d’un matériau sous contrainte – sans le moindre artéfact et avec des résolutions et des champs de vue inégalés. Sans compter la possibilité d’utiliser I2TEM en mode dit « de Lorentz », et ce, sans la moindre aberration. « Nous pouvons ainsi observer des échantillons magnétiques non biaisés en gardant une résolution de quelques fractions de nanomètre, s’enthousiasme Florent Houdellier. Ce qui avant était impensable ! »

Cette merveille de technologie est née de la frustration des microscopistes du CEMES qui, en 2007, ont commencé à imaginer une machine leur permettant de réaliser des expériences impossibles avec les instruments classiques. « Nous avons alors rédigé une dizaine de pages de schémas et de desiderata avant de nous tourner vers des industriels… d’aucuns jugeant notre projet irréalisable », se souvient le spécialiste. Jusqu’à ce que la firme japonaise Hitachi se lance dans l’aventure. « Notre collaboration est extrêmement fructueuse, poursuit Florent Houdellier. D’un côté, leurs ingénieurs ont apporté des solutions incroyables pour agencer l’ensemble des composants au sein du microscope. De l’autre, conscients de notre savoir-faire, ils nous ont accordé leur confiance. » Ainsi, I2TEM arrivé dans les locaux du CEMES en juillet, est opérationnel depuis octobre. « Plusieurs études marquantes ont déjà été réalisées », indique le physicien. Et encore n’ont-elles pas tiré partie de la possibilité de mesures in-situ (deux chambres objets permettent de solliciter électriquement et mécaniquement les échantillons) offertes par l’instrument. La révolution I2TEM ne fait que commencer !

Mathieu Grousson
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Microscope électronique en transmission I2TEM - © CNRS Photothèque / Cyril FRESILLON


I2TEM, plus qu'un microscope par CNRS

En savoir plus

Une résolution de 80pm atteinte avec le nouveau microscope CEMES-Hitachi I2TEM, (2012)

Contact chercheur

Florent Houdellier, ingénieur de recherche CNRS
Étienne Snoeck, directeur de recherche CNRS
Martin Hytch, directeur de recherche CNRS

Informations complémentaires

Contacts INP

Jean-Michel Courty,
Catherine Dematteis,
Simon Jumel,
inp-communication cnrs-dir.fr