Описание Двухколонный электронный микроскоп HR550

Микроскоп HR550 представляет собой двухлучевой сканирующий электронный микроскоп объединяющий сканирующую электронную микроскопию (СЭМ) и фокусированный ионный пучок (ФИП). Данная установка спроектирована как универсальный центр для наноразмерного анализа, изготовления образцов и решения сложных исследовательских задач в материаловедении и полупроводниковой промышленности.

Электронная оптика для высокого разрешения при низких напряжениях

Электронная колонна микроскопа оснащена высокояркостной катодной пушкой с термополевой эмиссией типа Шоттки. Ключевой особенностью является применение технологии «Super Tunnel», которая в сочетании с комбинированной электромагнитной и электростатической объективной линзой обеспечивает исключительное разрешение на уровне 0.9 нм при ускоряющем напряжении 15 кВ и 1.6 нм при 1 кВ.

Конструкция объектива с минимальными аберрациями и отсутствием магнитного поля в районе образца позволяет проводить исследования магнитных материалов без искажений. Система автоматически переключаемых апертур с магнитным отклонением пучка обеспечивает быстрое переключение между режимами высокого разрешения и аналитическими режимами без механических перемещений.

Ионная колонна для прецизионного воздействия

Ионная колонна с жидкометаллическим галлиевым источником характеризуется высокой стабильностью пучка, что критически важно для задач нанолитографии и подготовки образцов. Система обеспечивает разрешение 3 нм при ускоряющем напряжении 30 кВ и широкий диапазон токов зонда от 1 пА до 65 нА, позволяя гибко выбирать режимы между высокоточной обработкой и скоростным фрезерованием.

Ресурс ионного источника составляет не менее 1000 часов, а система демонстрирует стабильность в течение 72 часов непрерывной работы. Совместная работа двух колонн создает мощный инструмент для анализа и модификации структур in-situ.

Гибкая и автоматизированная платформа для исследований

Вакуумная камера микроскопа оснащена полностью автоматической безмасляной вакуумной системой. Пятикоординатный моторизованный стержневой столик обеспечивает перемещение образца на 110 мм по осям X и Y, 65 мм по оси Z, наклон от -10° до +70° и непрерывное вращение на 360°. Для удобства навигации используется система из трех камер: одна для оптической навигации и две для внутреннего мониторинга камеры.

Детекторы и аналитические возможности

Платформа обладает превосходной расширяемостью, предлагая порты для установки дополнительного оборудования. Базовая конфигурация включает ключевые детекторы для получения всесторонней информации о образце:

• Внутрилинзовый детектор электронов (In-lens) обеспечивает получение изображений с высочайшим разрешением и контрастом по топографии на малых полях.

In-lens детектор и образец (Полимер / 2 кВ / 100 000×)

• Детектор вторичных электронов (SE) является универсальным инструментом для получения общей топографии поверхности.

SE детектор и образец (Металлическое серебро в режиме низкого напряжения)

• В качестве опций доступны выдвижной детектор обратнорассеянных электронов (BSED) для контрастирования по атомному номеру (Z-контраст), детектор для режима сканирующей просвечивающей электронной микроскопии (СТЭМ) для анализа ультратонких срезов, а также системы энергодисперсионного (EDS) и дифракционного (EBSD) анализа для элементного и структурного анализа.

BSED детектор и образец (Фазы упрочнения в сплаве)

STEM детектор и образец (Темнопольное изображение алюминиевого слоя микросхемы)

Платформа также поддерживает интеграцию наноманипулятора, системы газового впрыска, плазменного очистителя и автоматическая шлюзовая камера для образцов, которая позволяет загружать образцы в камеру без повторной откачки вакуума. Управление всеми системами осуществляется через интегрированное программное обеспечение под операционной системой Windows, которое поддерживает автоматическую настройку яркости, контрастности, фокусировки и астигматизма, что значительно ускоряет и упрощает рабочий процесс.

Примеры применения

Приготовление препарата для ПЭМ	Приготовление образца для in-situ исследований под давлением

Легирование карбида кремния	Приготовление образца для in-situ EBSD-анализа при нагреве

Поперечное сечение протонообменных мембран	Электронное изображение феррито-мартенситной стали (магнитный сплав), полученное на системе HR500 FIB-SEM

Поперечное сечение частиц графита	Изображение с атомарным разрешением феррито-мартенситной стали (режим СТЭМ-ТПР)

Поперечное сечение керамических материалов	Подъем и извлечение ламели с помощью наноманипулятора