Modélisation de la diffusion des électrons dans des lames minces observées à l'aide d'un détecteur HAADF au MEB

Ce mémoire de maîtrise présente les plus récents développements théoriques sur la technique de microscopie électronique à balayage en transmission (STEM) utilisant un détecteur annulaire en fond sombre d'électrons diffusés à grands angles (HAADF) dans un microscope électronique à balayage (MEB). Le programme de simulation de trajectoires électroniques dans la matière CASINO a été utilisé pour simuler le signal HAADF en MEB et le contraste chimique d'une sélection d'échantillons pour quelques combinaisons des paramètres opérationnels du MEB et de l'échantillon qui sont la tension d'accélération des électrons, l'épaisseur de l'échantillon et la distance entre l'échantillon et le détecteur pour des dimensions données du détecteur. Les effets de la taille et de la position d'une seconde phase contenue dans la matrice qui constitue un échantillon mince ont aussi été analysés. Ces résultats préliminaires ont dévoilé une variation non-monotone du signal HAADF avec la composition chimique des échantillons et des paramètres opérationnels. Un programme de simulation de trajectoires électroniques dans la matière, MatSTEM, a donc été développé dans le but d'automatiser l'exécution en lots de simulations pour l'obtention d'une cartographie complète du signal HAADF, pour toutes les combinaisons des paramètres opérationnels et une plage plus complète de compositions d'échantillons. Cette cartographie a été adaptée sous la forme d'une base de données afin d'en faire un outil pour l'accompagnement d'observations HAADF en MEB et l'interprétation du contraste d'imagerie et l'optimisation des paramètres opérationnels pour un échantillon donné.