Quanta 3D FEG - Sekcja Mikroskopii Elektronowej

Idź do spisu treści

Menu główne:

Quanta 3D FEG

Quanta 3D FEG

 

Quanta 3D FEG

Wysokorozdzielczy mikroskop skaningowy Quanta 3D FEG firmy Fei jest specjalistycznym narzędziem hybrydowym typu DualBeamTM umożliwiającym dwu- i trójwymiarową analizę szeregu materiałów w warunkach wysokiej i niskiej próżni.
Innowacyjny sposób połączenia systemów optyki elektronowej i jonowej wraz z możliwością unikalnego obrazowania w trybie środowiskowym w znaczący sposób rozszerza możliwości badawcze i zapewnia dużo szybszą i bardziej kompleksową nanocharakterystykę materiałów rozszerzoną o możliwości preparacji próbek.
Nowatorskie rozwiązanie dotyczące źródła elektronowego gwarantuje uzyskiwanie wysokorozdzielczych  obrazów doskonałej jakości. Zwiększony prąd wiązki elektronowej umożliwia analizę EDS (Energy Dispersed Spectroscopy)/EDAX (Energy-Dispersed Analysis of X-rays) i EBD (Electron Backscatter Diffraction). Trzy tryby pracy mikroskopu (wysokiej próżni, niskiej próżni oraz tryb środowiskowy ESEM) zapewniają możliwość obrazowania i analizy różnego typu próbek. Istotną cechą jest ponadto możliwość badań dynamicznych in stitu materiałów przy wilgotności nawet do 100% i w temperaturze do 1500˚C.



 

 
 
Podstawowe parametry aparatu

Geometria aparatu

Kolumny elektronowa i jonowa są zamontowane w komorze do preparacji wyposażonej w 21 dostępnych portów (do instalacji różnych detektorów i innych akcesoriów). Kąt pomiędzy kolumnami wynosi 52o. Punkt przecięcia się wiązek elektronowej i jonowej (Beam Coincidence Point) znajduje się dokładnie w odległości roboczej 10 mm, która jest jednocześnie eucentryczną odległością roboczą stolika preparatu oraz analityczną odległością roboczą. Wokół kolumny jonowej zgrupowanych jest 5 dedykowanych portów GIS, przystosowanych do montażu układów podawania różnych gazów roboczych, zawierających pierwiastki przeznaczone do osadzania na próbce (techniką IBID (Ion Beam Induced Deposition) lub EBID (Electron Beam Induced Deposition) albo wspomagające procesy trawienia).

Układ próżniowy

całkowicie bezolejowy układ próżniowy

  • jedna pompa turbomolekularna 240 l/s

  • dwie pompy rotacyjne (scroll type)

  • trzy pompy jonowe (dwie dla kolumny elektronowej i jedna dla kolumny jonowej)

Tryb pracy

  • tryb wysokopróżniowy (<6 · 10-4 Pa) do obserwacji i mikroanalizy próbek przewodzących lub próbek przygotowanych w sposób typowy dla próbek mikroskopii konwencjonalnej

  • tryb niskopróżniowy (10-130 Pa) do obserwacji i mikroanalizy próbek nieprzewodzących, bez konieczności pokrywania ich powierzchni warstwą odprowadzającą ładunek elektryczny

  • tryb środowiskowy ESEM (od 10 do 4000 Pa) do obserwacji i mikroanalizy próbek niekompatybilnych z wysoką próżnia, które do tej pory nie mogły być badane metodami elektronomikroskopowymi.

Optyka elektronowa

Pre-centrowany układ optyczny kolumny elektronowej mikroskopu Quanta 3D FEG z soczewką końcową chłodzoną wodą, optymalizowany dla odwzorowań wysokorozdzielczych i wysokiej stabilności prądu wiązki. Główne elementy układu optyki elektronowej

  • źródło elektronów: działo z emisją polową (emiter Schottky'ego), optymalizowane do pracy z wysoką jasnością i wysokimi prądami wiązki

  • napięcie przyspieszające: 200 V-30 kV, zmieniane w sposób skokowy lub płynny, z całkowitą kompensacją efektów przesuwu i rotacji obrazu

  • maksymalny prąd wiązki do 200 nA z możliwością płynnej regulacji

Rozdzielczość wiązki elektronowej

  • tryb wysokiej próżni (HiVac) 1.2 nm  przy 30 kV (SE)

  • tryb niskiej próżni (LoVac)  1.5 nm  przy 30 kV (SE)

  • tryb środowiskowy (ESEM) 1.5 nm przy 30 kV (SE)

Powiększenie

  • od 30 razy do  1280k razy ("quad" mode)

Deceleracja (spowolnienie) wiązki elektronowej

  • układ spowalniania wiązki elektronów  pozwalający na regulację energii elektronów padających na powierzchnię przewodzących lub częściowo przewodzących; pozwala to na przyłożenie do stolika z próbką negatywnego potencjału do -4 kV

Wiązka jonowa

Rozdzielczość wiązki jonowej

  • 7 nm przy 30 kV  dla punktu koincydencji wiązki  (5 nm osiągalne przy optymalnej odległości roboczej WD (work distance))

Wysokoprądowa kolumna jonowa
Źródło jonowe

  • ciekłometaliczne źródło galowe, gwarantowany czas życia źródła 1000 godzin

Napięcie przyspieszające

  • od 2 do 30 kV

Prąd wiązki

  • od 1 pA do 65 nA z możliwością  regulacji

Powiększenie

  • od 40 razy do 1280kx w trybie „quad” przy napięciu 10kV

Tryb neutralizacji ładunku

  • w przypadku trawienia/frezowania próbek nieprzewodzących

Detektory
(więcej informacji - kliknij tutaj)

  • detektor elektronów wtórnych do pracy w trybie wysokiej próżni

  • detektor elektronów wtórnych do pracy w pełnym zakresie trybu niskiej próżni i trybu środowiskowego

  • detektor elektronów wstecznie rozproszonych

  • detektor elektronów przechodzących (technika STEM)

  • detektor jonów wtórnych

Spektrometr EDS/EDBD
(więcej informacji - kliknij tutaj)

  • zintegrowany system EDS/EBDS

  • detekcja pierwiastków o liczbie atomowej Z ≥ 4

  • detektor spektrometru EDS typu SDD (powierzchnia aktywna 30 mm2, spektralna zdolność rozdzielcza 136 eV (dla linii MnKα)

Nawigacja próbką

Quanta 3D FEG jest wyposażona w stolik preparatu zmotoryzowany w pięciu osiach X-Y-Z-obrót-pochył. Zakres przesuwu w osiach X i Y wynosi 50 mm, zmotoryzowany zakres osi Z wynosi 25 mm, natomiast pochył w zakresie od -15o do +75o, obrót bez ograniczeń (360o).

Akcesoria/wyposażenie ponadstandardowe

  • mikromanipulator Omniprobe 100.7

  • układ GIS (więcej informacji - kliknij tutaj)

  • stolik grzewczy
  • stolik Peltiera

 

 
 
Możliwości i zastosowania

Analiza wykonana przy użyciu mikroskopu Quanta 3D FEG dostarcza informacji o morfologii próbki oraz jej składzie chemicznym. Możliwa jest również analiza orientacji krystalograficznej badanego materiału.
Mikroskop Quanta 3D FEG umożliwia badanie zarówno różnego typu materiałów przewodzących (metale i ich stopy), jak i próbek nieprzewodzących (materiały organiczne, polimery, materiały ceramiczne, materiały biologiczne).
Przykładowe analizy:

-     analiza EDS popiołów [link]
-     trawienie jonowe struktur spintronicznych (FIB) [link]
-     bakterie E. coli (SEM) [link]

 

 
 
Galeria
 
 

Aktualizacja 2014-01-20

Poprawny CSS!

Wróć do spisu treści | Wróć do menu głównego