Scanning helium ion microscope

Un microscope à ions hélium Orion Nanofab par Zeiss Microscopes
Comparaison des images SEM (en haut) et SHIM (en bas) de l'émail de souris. Les images SHIM ont une profondeur de champ supérieure, montrant la structure interne des tunnels d'émail, qui apparaissent comme des points noirs dans les images SEM[1].

La microscopie à ions hélium (SHIM, HeIM ou HIM) est une technologie d'imagerie basé sur un balayage par un faisceau d'ions hélium[2]. Semblable à d'autres techniques de faisceaux d'ions focalisés, elle permet de combiner l'usinage et la découpe d'échantillons avec leur observation à une résolution inférieure au nanomètre[3].

En termes d'imagerie, la SHIM présente plusieurs avantages par rapport au microscope électronique à balayage (MEB) traditionnel. En raison de la très haute luminosité de la source et de la courte longueur d'onde De Broglie des ions hélium, qui est inversement proportionnelle à leur impulsion, il est possible d'obtenir des données qualitatives non réalisables avec des microscopes conventionnels qui utilisent des photons ou des électrons comme source d'émission. Comme le faisceau d'ions d'hélium interagit avec l'échantillon, il ne souffre pas d'un grand volume d'excitation et fournit donc des images nettes avec une grande profondeur de champ sur une large gamme de matériaux. Comparé à un MEB, le rendement en électrons secondaires est assez élevé, permettant une imagerie avec des courants aussi bas que 1 femtoampère. Les détecteurs fournissent des images riches en informations qui offrent des propriétés topographiques, matérielles, cristallographiques et électriques de l'échantillon. Contrairement aux autres faisceaux d'ions, il y a peu de dommages à l'échantillon en raison de la masse relativement faible de l'ion hélium. L'inconvénient est le coût.

Les SHIM sont disponibles dans le commerce depuis 2007[4], et une résolution de surface de 0,24 nanomètre a été démontrée[5].

Références

  1. ↑ Bidlack, Huynh, Marshman et Goetze, « Helium ion microscopy of enamel crystallites and extracellular tooth enamel matrix », Frontiers in Physiology, vol. 5,‎ (PMID 25346697, PMCID 4193210, DOI 10.3389/fphys.2014.00395)
  2. ↑ NanoTechWire.com Press Release: ALIS Corporation Announces Breakthrough in Helium Ion Technology for Next-Generation Atomic-Level Microscope, December 7, 2005 (retrieved on November 22, 2008)
  3. ↑ Iberi, Vlassiouk, Zhang et Matola, « Maskless Lithography and in situ Visualization of Conductivity of Graphene using Helium Ion Microscopy », Scientific Reports, vol. 5,‎ , p. 11952 (PMID 26150202, PMCID 4493665, DOI 10.1038/srep11952)
  4. ↑ Carl Zeiss SMT Press Release: Carl Zeiss SMT Ships World’s First ORION Helium Ion Microscope to U.S. National Institute of Standards and Technology, July 17, 2008 (retrieved on November 22, 2008)
  5. ↑ (en) « Helium-ion tech measures 'close' to diameter of atom », sur itnews.com.au, (consulté le )

Liens externes

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