Principaux avantages des matériaux pour la microscopie

Nous sommes spécialisés dans la fourniture d'une grande variété de matériaux de haute pureté pour diverses applications scientifiques et technologiques. Voici quelques-uns des avantages de ces produits :

Microscopie électronique (MEB, MET) : Métaux de haute pureté, céramiques et composites avancés pour la préparation d'échantillons, les structures de support et les standards d'étalonnage.

Microscopie confocale : Substrats et revêtements spécialisés optimisés pour des fluorophores spécifiques et une meilleure qualité d'image en microscopie à fluorescence.

Microscopie à force atomique (AFM) : Matériaux aux structures et aux propriétés de surface bien définies pour l'étalonnage et la caractérisation des pointes.

Nos produits permettent également d'améliorer la résolution des images. Les matériaux de haute pureté présentent souvent un très petit nombre de défauts et d'impuretés, ce qui permet d'obtenir des images de microscopie plus claires et plus précises.

Matériaux de haute pureté pour la microscopie | GoodfellowMatériaux de haute pureté pour la microscopie | Goodfellow

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Matériaux pour la microscopie appuyant la recherche et l'industrie | GoodfellowMatériaux pour la microscopie appuyant la recherche et l'industrie | Goodfellow

Soutien à la recherche et à l'industrie

Les microscopes ont permis de grandes avancées dans la compréhension des propriétés des matériaux au sein d'industries aussi variées que l'aérospatiale, l'automobile, l'alimentaire, la fabrication de semi-conducteurs et la santé.

Ils contribuent notamment aux avancées dans la recherche sur le cancer, les cellules souches, la biologie cellulaire, les neurosciences, l'optogénétique, la nanoélectronique et bien d'autres domaines encore.

En outre, l'intégration de technologies avancées telles que l'apprentissage profond (Deep Learning), l'internet des objets (IoT), les méthodes d'affichage à haute définition et la lithographie extrême ultraviolet (EUV) continue de stimuler la demande des technologies de microscopie.

Nos clients utilisent nos matériaux dans le cadre de diverses techniques de microscopie, notamment la microscopie optique, la microscopie électronique à balayage et la microscopie électronique à transmission. Ceux-ci ont joué un rôle déterminant dans l'étude de la morphologie, de la texture, de la structure et de la composition chimique des matériaux, facilitant ainsi leur caractérisation et le contrôle de leur qualité.

La nanotechnologie à votre service

La nanotechnologie est un domaine pluridisciplinaire couvrant des sciences telles que la physique, la biologie, la chimie, la science des matériaux et l'ingénierie. Elle vise à caractériser les structures et les processus à l'échelle moléculaire et atomique.

Les microscopes optiques n'offrant pas une résolution suffisante à ces échelles, des outils plus puissants, tels que les microscopes électroniques et les microscopes à faisceau d'ions focalisés, sont utilisés.

En médecine régénérative, par exemple, les cellules souches et d'autres tissus sont étudiés à des fins d'ingénierie tissulaire. Les microscopes à haute résolution permettent également des avancées dans le domaine de l'optogénétique, où les effets de la lumière sur les neurones sont étudiés.

Matériaux pour la microscopie et les nanotechnologies | GoodfellowMatériaux pour la microscopie et les nanotechnologies | Goodfellow
Matériaux pour la microscopie et les semi-conducteurs| GoodfellowMatériaux pour la microscopie et les semi-conducteurs| Goodfellow

Faire face à la croissance des semi-conducteurs

La croissance rapide de l'internet des objets (IoT) a déclenché une hausse de la demande de circuits intégrés, de capteurs, de microcontrôleurs, de puces mémoire et d'autres dispositifs.

La microscopie à haute résolution permet d'évaluer au niveau atomique les structures de grille, les dispositifs optoélectroniques, les dispositifs emballés, les nanotransistors, les points quantiques, etc..

Elle est également essentielle pour identifier les sources de défaillance afin d'améliorer la fabrication de ces dispositifs. 

Une expertise en science des matériaux à votre service

Les chercheurs en matériaux ont énormément recours à la microscopie pour les analyses chimiques et structurelles des alliages, des polymères, des céramiques, des biomatériaux, etc.

La sophistication croissante des matériaux devrait continuer à stimuler les besoins en microscopie, c'est pourquoi Goodfellow met en œuvre son savoir-faire en matière de matériaux pour y répondre.

Le tungstène, par exemple, est un métal relativement inerte qui résiste aux acides, aux alcalis et à l'oxygène. Doté du point de fusion le plus élevé de tous les métaux, il est relativement facile à travailler. Toutefois, en raison de la présence d'impuretés, le tungstène peut devenir extrêmement cassant et difficile à travailler. 

Matériaux pour la microscopie et la science des matériaux | GoodfellowMatériaux pour la microscopie et la science des matériaux | Goodfellow
Matériaux pour la microscopie appuyant la recherche universitaire| GoodfellowMatériaux pour la microscopie appuyant la recherche universitaire| Goodfellow

Des avancées dans le monde de la recherche universitaire et scientifique

Les microscopes remplissent une fonction de plus en plus critique dans la recherche et le développement. Ils permettent des avancées dans la recherche sur le cancer, les cellules souches, la biologie cellulaire, les neurosciences, l'optogénétique, la nanoélectronique, etc.

La microscopie est une technologie de plus en plus puissante qui stimule l'innovation, tout en étant à la fois stimulée par celle-ci. 

Produits pour microscopie

Le silicium au service des avancées en microscopie | GoodfellowLe silicium au service des avancées en microscopie | Goodfellow

Le silicium au service des progrès en microscopie

Défi :

Une équipe scientifique de l'université Cornell fait face aux limites des outils d'imagerie lorsqu'elle tente de sonder la structure atomique du soufre à l'aide d'une sonde de microscope électronique à transmission. Le disulfure de molybdène (MoS2) est un composé inorganique très prometteur pour la fabrication d'appareils électroniques minces et souples. Ces chercheurs ont constaté que les niveaux d'énergie élevés du faisceau d'électrons entraînaient le déplacement des atomes de soufre. 

Solution :

Après s'être procurés des matériaux chez Goodfellow, ils ont pu créer un détecteur à réseau de pixels pour microscope électronique (EMPAD), construit sur une plaque de silicium d'un demi-millimètre d'épaisseur. Ce détecteur a permis de capter toute l'énergie des électrons du faisceau et de séparer l'infime fraction d'électrons déviés des électrons non-déviés du faisceau.

Défis liés aux matériaux en microscopie optique  

Un microscope optique comprend un système optique, notamment un oculaire, un objectif et d'autres lentilles, ainsi que des composants matériels qui maintiennent le système optique en place et permettent d'effectuer les réglages nécessaires :

  • Les lentilles sont fabriquées à partir de verre optique, principalement constitué de dioxyde de silicium, mais contenant également d'autres éléments tels que de l'oxyde de bore, de l'oxyde de zinc ou de l'oxyde de plomb. Les lentilles peuvent également être recouvertes d'un revêtement antireflet, généralement à base de fluorure de magnésium.
  • Le matériel d'encapsulation est fabriqué à partir d'acier (ou d'alliages d'acier et de zinc) à l'aide d'un équipement de métallurgie de précision. Parfois, un plastique dur et bon marché tel que l'acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS) peut être utilisé à sa place.
  • Si un miroir est inclus, il est généralement fabriqué à partir d'un verre résistant de type Pyrex® (contenant de l'oxyde d'aluminium, du dioxyde de silicium et du dioxyde de bore). Si une ampoule est également incluse, elle est fabriquée à partir de verre, qui encapsule un filament de tungstène et des fils de fer et de nickel.
  • Si une caméra est également incluse, elle incorpore des lentilles fabriquées à partir de verre optique, ainsi qu'un boîtier en métal ou en plastique.
Défis en matériaux pour la microscopie optique | GoodfellowDéfis en matériaux pour la microscopie optique | Goodfellow
Défis en matériaux pour la microscopie électronique | GoodfellowDéfis en matériaux pour la microscopie électronique | Goodfellow

Défis liés aux matériaux en microscopie électronique

Les faisceaux d'électrons constituent le cœur opérationnel des microscopes électroniques. Dans ce type de microscope, les sources thermioniques génèrent des électrons sous l'effet de la chaleur. De la même manière que les ampoules à incandescence ordinaires produisent de la lumière, un filament ou un cristal métallique est chauffé jusqu'à ce que les électrons à la surface aient suffisamment d'énergie pour s'échapper et former un faisceau. Les sources thermioniques peuvent être créées à partir de :

  • Filaments de tungstène, qui peuvent être relativement bon marché et faciles à entretenir. Cependant, comme dans les ampoules ordinaires, ces filaments perdent progressivement de leur masse en raison de l'évaporation, ce qui entraîne finalement leur rupture. Par conséquent, les filaments de tungstène ont la durée de vie la plus courte parmi toutes les sources thermioniques. Par ailleurs, en raison de leur température de fonctionnement élevée, ils génèrent un faisceau plus large et une luminosité plus faible, entraînant une baisse de la qualité de l'image.
  • Sources d'hexaboride de cérium (CeB6) et d'hexaboride de lanthane (LaB6) composées d'un seul cristal de chaque molécule, respectivement. Elles fonctionnent à des températures plus basses que le tungstène, ce qui réduit l'étalement du faisceau et augmente la luminosité. Leur durée de vie est également beaucoup plus longue que celle du tungstène. L'inconvénient, cependant, est que ces sources doivent également fonctionner à des niveaux de vide plus élevés, ce qui se traduit par un coût globalement plus élevé.
  • Outre les sources thermioniques, les sources d'émission de champ (ou canons à émission de champ) appliquent un champ électrostatique puissant à l'extrémité d'un fil de tungstène pour induire l'émission d'électrons par effet tunnel quantique.

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Références et lectures complémentaires

Maloufi, N. Microscopy in Material Science: Imaging, Analytics, and New Materials. [online] Available at: https://www.mdpi.com/journal/materials/special_issues/Microscopy_Mat_Sci 

MarketsandMarkets. Microscopy Market. [online] Available at: https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/world-microscopy-399.html 

Grand View Research. Microscope Market Size & Share Report, 2022-2030. [online] Available at: https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/microscopes-industry 

Courtland, R. (2018) The microscope revolution that’s sweeping through materials science. Nature, [online] vol. 563, no. 7732, pp. 462–464, 2018. Available at: https://www.nature.com/articles/d41586-018-07448-0


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