Développement de la tomographie électronique analytique et application à des nano-dispositifs

par Martin Jacob

Projet de thèse en Physique de la Matière Condensée et du Rayonnement

Sous la direction de Pascale (phys) Bayle-guillemaud et de Zineb Saghi.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de Physique , en partenariat avec Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (LETI - CEA) (laboratoire) depuis le 21-11-2017 .


  • Résumé

    La complexité croissante des nanomatériaux nécessite l´usage de microscopes électroniques à transmission (TEM : transmission electron microscope) de dernière génération permettant une caractérisation structurale, morphologique et chimique à l´échelle nanométrique. Très récemment, des progrès en instrumentation ont permis l'essor de la tomographie analytique, une technique 3D qui est basée sur des modes de spectroscopie tels que la perte d'énergie des électrons (EELS : electron energy loss spectroscopy) ou l'analyse dispersive en énergie (EDX : energy dispersive X-ray spectroscopy). Une acquisition simultanée de ces deux signaux est possible sur les TEM dédiés, permettant ainsi une étude plus complète des échantillons. La tomographie analytique nécessite l'acquisition d'un cube de données hyperspectrales à chaque inclinaison. Ceci implique des temps d'acquisition assez longs, et des volumes conséquents de données. Le but de cette thèse est de mettre en place une interface de traitement hyperspectral avec des outils innovants de débruitage, reconstruction et fusion de données (EELS/EDX/HAADF-STEM) pour une quantification optimale des reconstructions spectroscopiques. Ces outils seront ensuite appliqués pour l'analyse 3D quantitative de nanomatériaux complexes. La thèse se déroulera au sein de la plateforme de nanocaractérisation (PFNC) du CEA Grenoble.

  • Titre traduit

    Developpement of analytical electron tomography and application to nano-devices


  • Résumé

    The increasing complexity of nanomaterials requires the use of state-of-the-art transmission electron microscopes (TEM) for structural, morphological and chemical analysis at the nanoscale. With recent advances in instrumentation, much effort is being devoted to the development of analytical electron tomography, a 3D technique based on spectroscopic modes such as electron energy loss spectroscopy (EELS) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). Simultaneous acquisition of both modes is nowadays possible yielding comprehensive information about the nanomaterials. The technique relies on the acquisition of a hyperspectral datacube at every tilt angle, resulting in long acquisition times and very large datasets. The aim of this thesis is to develop an interface for hyperspectral processing including novel methods for denoising, reconstruction and data fusion (EDX/EELS/HAADF-STEM) with the aim to achieve fully quantitative spectroscopic reconstructions. These tools will then be used for the 3D analysis of complex nanostructures. The student will be based in the nanocharacterization platform (PFNC) at CEA-Grenoble.