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Microscopie Électronique en Transmission

La Microscopie Électronique en Transmission (MET) et les techniques associées permettent l’imagerie (2D ou 3D) et l’analyse structurale et chimique à l’échelle atomique d’échantillons très minces.

Là où un microscope optique utilise un faisceau de lumière et des lentilles en verre, les microscopes électroniques sont dotés d’un faisceau d’électrons et de lentilles magnétiques. La longueur d’onde beaucoup plus courte des électrons permet aux microscopes électroniques d’offrir une résolution bien meilleure.

Dans le cas de la microscopie électronique en transmission, le faisceau d’électrons traverse l’échantillon à grande vitesse. L’interaction entre les électrons et l’échantillon produit un rayonnement transcrit en image visualisable sur un écran.

Nos équipements de microscopie MET

Nant’Themis

Hitachi H9000NAR

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Ces microscopes font également partie du Groupement d’Intérêt Scientifique CIMEN (Centre Interdisciplinaire de Microscopie Électronique de Nantes)
Collaboration avec l’équipe du Pr Bruce Dunn (University of California, Los Angeles) pour développer des matériaux de batterie à charge rapide. La microscopie MET permet de valider à l’échelle atomique les hypothèses structurales obtenues à plus grande échelle.

Exemples et applications

« À titre de comparaison, sa puissance est telle qu’elle permettrait d’analyser de quoi est faite une balle de tennis sur la Lune… depuis la Terre ! C’est une véritable avancée technologique dans le monde de la microscopie, qui nous ouvre de nouvelles perspectives de connaissances et d’innovations. »

Philippe Moreau

Afin de développer plus rapidement l’utilisation de véhicules électriques, il est essentiel que les batteries puissent être rechargées en quelques minutes sans perte de capacité. Une des solutions est de remplacer les électrodes négatives de graphite utilisées dans les batteries Li-ion par des matériaux à base d’oxydes de métaux de transition.

Dans cette étude, le bronze de tungstène hexagonal Cs_0.5Nb_2.5W_2.5O₁₄et son dérivé protoné ont été caractérisés par MET. Les images haute résolution en STEM et les cartographies à l’échelle atomique associées ont mis en évidence que :

la moitié des cations Cs sont extraits de la structure Cs_0.5Nb_2.5W_2.5O₁₄, principalement dans les canaux heptagonaux, pour former le composé H_0.25Cs_0.25Nb_2.5W_2.5O₁₄
il existe un ordre cationique sur les sites de Nb et W. Cela se traduit macroscopiquement par une meilleure capacité spécifique du matériau protoné par rapport à son équivalent avant l’échange ionique.

À gauche, images HAADF-STEM expérimentales de Cs_0.5Nb_2.5W_2.5O₁₄ (en haut) et H_0.25Cs_0.25Nb_2.5W_2.5O₁₄(en bas), avec en encadré les images simulées (logiciel Dr Probe). À droite, cartographies EDX correspondantes (Cs : jaune, Nb : rouge, W : bleu).