La microscopie électronique à transmission (MET) est une technologie d’imagerie dans laquelle des faisceaux d’électrons traversent des spécimens très minces. Lorsque les électrons sont transmis à travers l’échantillon et interagissent avec sa structure, une image se résout qui est agrandie et focalisée sur un support d’imagerie, tel qu’un film photographique ou un écran fluorescent, ou capturée par une caméra CCD spéciale. Parce que les électrons utilisés en microscopie électronique à transmission ont une très petite longueur d’onde, les MET peuvent imager à des résolutions beaucoup plus élevées que les microscopes optiques conventionnels qui dépendent des faisceaux lumineux. En raison de leur pouvoir de résolution plus élevé, les MET jouent un rôle important dans les domaines de la virologie, de la recherche sur le cancer, de l’étude des matériaux et de la recherche et du développement en microélectronique.
Le premier prototype MET a été construit en 1931 et, en 1933, une unité avec un pouvoir de résolution supérieur à la lumière avait été démontrée en utilisant les images de fibres de coton comme spécimen d’essai. Au cours des décennies suivantes, les capacités d’imagerie de la microscopie électronique à transmission ont été affinées, rendant la technologie utile dans l’étude d’échantillons biologiques. Après l’introduction du premier microscope électronique en Allemagne en 1939, d’autres développements ont été retardés par la Seconde Guerre mondiale, au cours de laquelle un laboratoire clé a été bombardé et deux chercheurs sont morts. Après la guerre, le premier microscope électronique avec un grossissement de 100k a été introduit. Sa conception fondamentale à plusieurs étages peut encore être trouvée dans la microscopie électronique à transmission moderne.
À mesure que la technologie MET mûrissait, une technologie connexe, la microscopie électronique à transmission à balayage (STEM), a été affinée dans les années 1970. Le développement du canon à émission de champ et d’un objectif amélioré a permis l’imagerie des atomes à l’aide de STEM. Une grande partie du développement de la technologie STEM résulte des progrès de la microscopie électronique à transmission.
Les MET intègrent généralement trois étages de lentilles : la lentille de condensation, la lentille de l’objectif et la lentille du projecteur. Le faisceau d’électrons primaire est formé par la lentille de condensation, tandis que la lentille d’objectif focalise le faisceau qui traverse l’échantillon. La lentille de projection étend le faisceau et le projette sur le dispositif d’imagerie, tel qu’un écran électronique ou une feuille de film. D’autres lentilles spécialisées sont utilisées pour corriger les distorsions du faisceau. Le filtrage énergétique est également utilisé pour corriger l’aberration chromatique, une forme de distorsion causée par l’incapacité d’un objectif à focaliser toutes les couleurs du spectre au même point de convergence.
Bien que divers systèmes de microscopie électronique à transmission diffèrent dans leurs conceptions spécifiques, ils ont plusieurs composants et étapes en commun. Le premier d’entre eux est un système à vide qui génère le flux d’électrons et incorpore des plaques et des lentilles électrostatiques avec lesquelles l’opérateur peut diriger le faisceau. La platine porte-échantillons comprend des sas qui permettent d’insérer l’objet à étudier dans le cours d’eau. Les mécanismes de cette étape permettent de positionner l’échantillon pour une vue optimale. Un canon à électrons est utilisé pour pomper le flux d’électrons à travers le MET. Enfin, une lentille électronique, agissant de manière similaire à une lentille optique, reproduit le plan objet.