INTRODUCTION

Le microscope électronique à émission fournit l’image d’objets émettant des électrons par un mécanisme quelconque (émission photoélectronique, électronique secondaire, de champ, ou thermoélectronique). Parmi toutes les réalisations utilisant l’une ou l’autre de ces possibilités les seuls résultats encou-

(:) Ce travail a été réalisé au Laboratoire de Radioélectricité de la Faculté des Sciences de Paris, sous la Direction du Professeur P. Grivet, à qui j’exprime ici ma profonde gratitude.

rageants furent obtenus avec des microscopes à émission thermoélectronique. Ces microscopes sont de deux types :

— soit purement électrostatiques, et utilisant alors un objectif spécial dit « à immersion » [1], [2], [1 [43 BE

— soit magnétique, avec une partie accélératrice précédant un objectif magnétique faible [6].

Depuis les travaux fondamentaux de Johannson [7] en 1933, relatifs à un objectif à électrodes

planes minces de construction sommaire, fonctionnant sous faible tension, aucune étude des objectifs améliorés (électrodes épaisses, tensions de fonctionnement de 20 à 30 kV) n’a été publiée.

Les facteurs agissant sur le pouvoir séparateur théorique de l’objectif à immersion ont été déterminés par différents auteurs. La limite de résolution à est Po HP où ®, représente la vitesse de sortie la plus probable des électrons, exprimée en volt, E, le champ électrostatique régnant à la surface de la cathode, et À un facteur numérique. Si le calcul ne fait appel qu'aux lois de l’optique géométrique, Æ est compris entre { et 1,2 selon qu'on effectue la mise au point dans le plan image de Gauss ou dans le plan du cercle de section minimum du faisceau [8], [9], [10]. Mais le calcul de la répartition électronique dans diverses sections du faisceau voisines du plan image de Gauss montre [11] que ce coefficient pourrait être abaissé à 0,3 ou 0,4.

Il était cependant impossible d’estimer correctement la valeur de à à partir de cette formule, les valeurs de Æ, étant pratiquement inconnues.

Le but de ce travail a été d'étudier en détail et de façon quantitative le fonctionnement de l'objectif à immersion à électrodes planes épaisses, de déterminer Æ, et les facteurs pouvant accroître sa valeur (donc le pouvoir séparateur théorique et la qualité des images), puis d'examiner si d’autres dispositifs ne pouvaient avoir des qualités optiques supérieures à celles de cet objectif. Enfin nous avons recherché si les propriétés de cet objectif étaient accessibles au calcul numérique. Après avoir établi les formules donnant avec une bonne approximation la répartition de potentiel d(z) sur l’axe du système, nous avons effectué la détermination des éléments cardinaux d’un objectif donné et comparé les résultats du calcul aux résultats expérimentaux relatifs au même objectif.

donnée par une formule de la forme : 0—=X