掃描電鏡是以電子束作為光源,電子束在加速電壓的作用下經(jīng)過(guò)三級(jí)電磁透鏡,在末級(jí)透鏡上部掃描線圈的作用下,在試樣表面做光柵狀掃描,產(chǎn)生各種同試樣性質(zhì)有關(guān)的物理信息(如二次電子,背反射電子),然后加以收集和處理,從而獲得表征試樣形貌的掃描電子像。
掃描電鏡已廣泛用于材料科學(xué)(金屬材料、非金屬材料、納米材料)、冶金、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、半導(dǎo)體材料與器件、地質(zhì)勘探、病蟲(chóng)害的防治、災(zāi)害(火災(zāi)、失效分析)鑒定、刑事偵察、寶石鑒定、工業(yè)生產(chǎn)中的產(chǎn)品質(zhì)量鑒定及生產(chǎn)工藝控制等。在材料科學(xué)、金屬材料、陶瓷材料半導(dǎo)體材料、化學(xué)材料等領(lǐng)域,進(jìn)行材料的微觀形貌、組織、成分分析。各種材料的形貌組織觀察,材料斷口分析和失效分析,材料實(shí)時(shí)微區(qū)成分分析,元素定量、定性成分分析,快速的多元素面掃描和線掃描分布測(cè)量,晶體/晶粒的相鑒定,晶粒尺寸、形狀分析,晶體、晶粒取向測(cè)量。
新材料的快速發(fā)展,對(duì)掃描電鏡的新技術(shù)越來(lái)越倚重,Thermo Fisher高分辨場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡Apreo 2C兼具高質(zhì)量成像和多功能分析性能于一體,是研究納米顆粒、金屬、無(wú)機(jī)非金屬、粉末、聚合物和納米器件等材料的理想分析平臺(tái)。
Apreo 2C具有的低電壓超高分辨性能,可以呈現(xiàn)材料最表面的真實(shí)形貌襯度,還能夠直接分析非導(dǎo)電性材料,了場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡發(fā)展的技術(shù)應(yīng)用方向。
憑借快捷的FLASH功能,設(shè)備可自動(dòng)執(zhí)行精細(xì)調(diào)節(jié)動(dòng)作,只需移動(dòng)幾次鼠標(biāo),就可完成必要的合軸對(duì)中、消像散和圖像聚焦校正,即使電鏡新用戶也能充分發(fā)揮Apreo 2C的性能。同時(shí),Apreo 2C采用創(chuàng)新性的末級(jí)透鏡設(shè)計(jì),引入了靜電式末級(jí)透鏡,支持鏡筒內(nèi)高分辨率檢測(cè),即使是針對(duì)磁性樣品也可實(shí)現(xiàn)成像及分析性能。
除上述所有功能以外,系統(tǒng)在樣品處理方面更具簡(jiǎn)便性,沿用一貫的成熟 xT 用戶界面,為操作者節(jié)省數(shù)據(jù)獲取時(shí)間。用戶界面可自定義,且提供諸如用戶操作工作流、自動(dòng)化和遠(yuǎn)程操作等多種選項(xiàng)。Apreo 2C在的顯微鏡設(shè)計(jì)中進(jìn)一步增加了 SmartAlign、FLASH等技術(shù),因而其靈活性更高,能夠支持各類實(shí)驗(yàn)室,同時(shí)兼具高級(jí)成像功能滿足所有用戶應(yīng)用需求。
1. 電子光學(xué)系統(tǒng)
1.1 發(fā)射源:高穩(wěn)定型肖特基熱場(chǎng)發(fā)射電子槍
自動(dòng)烘烤、自動(dòng)啟動(dòng)、SmartAlign智能自動(dòng)電子槍對(duì)中
1.2 分辨率:0.9 nm @15kV
1.0 nm@1kV
1.2 nm @500V
1.3 電壓范圍:20V – 30kV;
調(diào)節(jié)步長(zhǎng):最小可達(dá)每檔1V連續(xù)可調(diào)
1.4 探針電流范圍:1pA – 50nA,連續(xù)可調(diào)
1.5 物鏡系統(tǒng)
1.5.1 幾何結(jié)構(gòu):60°幾何結(jié)構(gòu)的窄錐角物鏡設(shè)計(jì),支持較大樣品的傾轉(zhuǎn)觀察,具備自加熱功能
1.5.2 類型:電磁/靜電復(fù)合式物鏡系統(tǒng),可有效提升低電壓成像的分辨率
1.5.3 特點(diǎn):物鏡系統(tǒng)無(wú)磁場(chǎng)外露,可對(duì)磁性材料進(jìn)行高分辨率成像及分析
1.6 光路系統(tǒng):具有兩級(jí)聚光鏡,單級(jí)物鏡,構(gòu)成三級(jí)交叉式電子束光路
1.7 自動(dòng)調(diào)整功能:自動(dòng)電子槍對(duì)中;FLASH自動(dòng)聚焦、消像散;具有聚焦補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)聚焦、旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償、傾斜補(bǔ)償功能;DFCI自動(dòng)漂移補(bǔ)償幀積分
1.8 具有自加熱、自清潔功能的15孔物鏡光闌,大大提高光闌使用壽命,降低后期使用成本1.9 配有燈絲對(duì)中軟件,保證燈絲永遠(yuǎn)處于狀態(tài),保證燈絲使用壽命,降低設(shè)備后期使用成本
2. 樣品室和樣品臺(tái)
2.1 樣品室內(nèi)部空間:從左至右為340mm寬的大存儲(chǔ)空間
2.2 樣品室可拓展接口數(shù)量:12個(gè),含能譜儀接口3個(gè)(其中2個(gè)處于180°對(duì)角位置)
2.3 EDS與EBSD具有幾何共面結(jié)構(gòu)
2.4 EDS分析工作距離:10mm(滿足X-Ray出射角35°)
2.5 樣品臺(tái)
2.5.1類型:五軸馬達(dá)驅(qū)動(dòng)全自動(dòng)優(yōu)中心樣品臺(tái)
2.5.2樣品裝配方式:抽屜式拉門
2.5.3移動(dòng)范圍:X=110 mm,Y=110 mm,Z=65 mm,T=-15o~90o,R=n×360o 連續(xù)旋轉(zhuǎn)
2.5.4樣品臺(tái)具有接觸報(bào)警與自動(dòng)停止功能
2.5.5多功能樣品臺(tái):
① 多用途SEM樣品安裝載物臺(tái),可同時(shí)放置 18 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品座(φ12mm)
② 具有剖面樣品臺(tái)和三個(gè)預(yù)傾斜樣品臺(tái)
2.6 樣品尺寸:直徑不低于200mm
2.7 樣品臺(tái)承重:5Kg
3. 探測(cè)器系統(tǒng)
3.1 樣品室二次電子探測(cè)器ETD
3.2 鏡筒內(nèi)正光軸背散射電子探測(cè)器T1
3.3 鏡筒內(nèi)正光軸二次電子探測(cè)器T2(高分辨成像探測(cè)器)
3.4 鏡筒內(nèi)正光軸二次電子探測(cè)器T3(可選;獲取樣品極表面形貌襯度)
3.5 樣品室內(nèi)IR-CCD紅外相機(jī)(觀察樣品臺(tái)高度)
3.6 可用于圖像導(dǎo)航的彩色光學(xué)相機(jī)Nav-Cam+™
4. 真空系統(tǒng)
4.1 真空泵組成:2個(gè)離子吸附泵
1個(gè)250 l/s分子渦輪泵
1個(gè)機(jī)械泵
4.2 離子泵專用備用電源
4.4 樣品室抽真空時(shí)間:≤3.5min
5. 圖像處理
5.1 光柵掃描:電子束駐留時(shí)間25ns至25ms/像素
5.2 智能掃描和漂移補(bǔ)償:256 幀平均或積分、線積分和平均法、隔行掃描、漂移補(bǔ)償幀積分
5.3 掃描方式:正常掃描、縮小光柵、定點(diǎn)、線掃描、掃描旋轉(zhuǎn)、傾斜校正
5.4 拍攝一次獲取單幀圖像存儲(chǔ)分辨率:65k × 65k像素
5.5 圖像記錄格式:TIFF、BMP或JPEG
6. 控制系統(tǒng)
6.1 操作系統(tǒng):Windows 10
6.2 圖像顯示:24寸LCD顯示器,顯示分辨率1920×1200
6.3 支持用戶自定義的GUI,可同時(shí)實(shí)時(shí)顯示4幅圖像
6.4 軟件支持Undo和Redo功能
6.5 User Guidance(用戶操作工作流)提供設(shè)備成像分析的工作流,對(duì)操作者進(jìn)行使用流程指導(dǎo),降低設(shè)備應(yīng)用門檻
6.6 蒙太奇圖像導(dǎo)航
6.7 Maps軟件可自動(dòng)智能成像,設(shè)置每個(gè)樣品的分析條件(放大倍率、信號(hào)等),軟件控制SEM進(jìn)行圖像采集,并可以將采集的圖像進(jìn)行拼接
7. 環(huán)境條件
7.1 電源電壓:100-240V交流電(-6%,﹢10%),50或60Hz
7.2 功率:<3.0kVA(裸機(jī))
7.3 工作溫度:(20±3)℃
7.4 相對(duì)濕度:≤80% RH