Themis, le nouveau « jouet » du Technion pour observer l’infiniment petit

Themis vient de faire sa rentrée au Technion ce mois-ci. Portant le nom d’une titanide grecque, le dernier né de FEI, société spécialisée en microscopie de haute performance, vient en effet tout juste de finir son installation au sein du centre de microscopie électronique du Technion et commencera donc sa carrière dans les jours qui viennent. Mais qu’est ce qu’un Themis Z S/TEM ?

Themis est un microscope électronique dernier cri qui permet d’obtenir des images de l’infiniment petit à une qualité quasi inégalée. La résolution de Themis étant inférieure à l’angström (0.1 nanomètre soit 10-10 mètre), il permet d’obtenir des images uniques de la structure d’un échantillon et d’observer quels sont les atomes qui le composent, comment ils sont assemblés et reliés entre eux. Une telle résolution est possible par l’utilisation de la microscopie électronique où un flux d’électrons remplace le faisceau de lumière des microscopes optiques. Mais cette résolution n’est en fait qu’une infime partie des avantages de Themis. En effet, à cette échelle, le problème principal n’est pas la résolution en soi mais comment l’information obtenue est traitée et transformée en image exploitable. Car, après avoir atteint l’échantillon, le flux d’électrons donne naissance à différents faisceaux (voir figure 1) qui doivent eux même être captés par des détecteurs d’électrons et de rayons X. Une part importante du travail de Themis est donc d’analyser les différents signaux détectés pour recréer une image de l’échantillon. Ceci est réalisé en grande partie de façon automatique sur une plateforme informatique allant de paire avec le microscope.

Figure 1 : Schéma décrivant les interactions entre le faisceau d’électrons et l’échantillon à analyser (source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Microscopie_électronique_en_transmission#Description)

Le coût d’un tel instrument est conséquent et pour cause, les défis à la construction d’un microscope électronique sont nombreux. Themis est d’ailleurs installé dans une chambre construite spécialement pour lui : une « salle blanche » pour microscope électronique. Cette salle est protégée de ses deux plus grands ennemis : les champs magnétiques et les vibrations (mécaniques, acoustiques, etc.). Le pilotage se fait donc d’une salle adjacente où, après positionnement de l’échantillon, les chercheurs peuvent choisir les différents paramètres de leurs expérimentations et observer leurs résultats.

Mais ce défi technologique vaut la peine d’être relevé car les informations obtenues par ce type de microscope sont précieuses. Pouvoir analyser et comprendre la structure d’un échantillon et sa composition est à la base de nombreuses disciplines telles que la science des matériaux (métaux, alliages, céramiques, cristaux, semi-conducteurs, etc.), la biochimie et surtout les nanotechnologies puisque ce type d’équipement est l’un des seuls outils à disposition des nanotechnologistes pour observer ce sur quoi ils travaillent.

Nous souhaitons donc une longue et fructueuse carrière à Themis au sein du Technion !

Figure 2:Photo du microscope Themis après installation (source : https://www.technion.ac.il/en/2017/08/the-worlds-best-electron-microscope/ )

Source : Article sur le site du Technion : https://www.technion.ac.il/en/2017/08/the-worlds-best-electron-microscope/

Pour en savoir plus :
• Site de FEI (part of Thermo Fischer Scientific) présentant THEMIS : https://www.fei.com/themis-z/
• Wikipédia : Microscopie électronique en transmission : https://fr.wikipedia.org/wiki/Microscopie_électronique_en_transmission

Rédacteur : Arthur Robin, Doctorant à l’Université de Tel Aviv