Microscopie Électronique en Transmission et Sonde Atomique Tomographique operando: imagerie et reconstruction 3D dynamique – DynaMETSAT

Ce projet repose sur l'aboutissement en 2024, dans le laboratoire qui héberge le projet DynaMETSAT, d'une entreprise instrumentale particulièrement ambitieuse, dont l'objectif est de réunir deux instruments clés de microscopie, indispensables à l'exploration de la matière à l'échelle ultime : La microscopie électronique à transmission (MET) et la sonde atomique tomographique (SAT).

La combinaison de la SAT et de la MET dans un instrument unifié est le moyen de relier les données des deux techniques pour obtenir une véritable caractérisation à l'échelle atomique en 3D, à condition que l'imagerie dynamique des pointes de SAT lors de leur évaporation sous champ soit accessible.

Dans DynaMETSAT, nous révèlerons la géométrie instantanée des échantillons de SAT et la distribution du champ électrostatique à l'apex des échantillons à l'aide d'un instrument unique combinant une sonde atomique et un (S)TEM. Nous pourrons ainsi faire le lien entre l'évolution dynamique de la surface des échantillons et les variations dynamiques des événements de détection sur le détecteur SAT. En outre, des cartes de distribution du champ électrique à l'apex de la pointe seront acquises par STEM 4D et comparées aux distributions simulées pour les géométries d'échantillons données déterminées en MET. Cette approche entraînera un changement de paradigme dans la manière dont les reconstructions SAT sont effectuées et constituera une étape majeure vers la microscopie 3D haute-fidélité de matériaux complexes d'intérêt technologique (e.g. les batteries, les catalyseurs), pour lesquels le manque de précision des reconstructions SAT constitue jusqu'à présent un verrou.