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Spectra Ultra 주사투과전자현미경
S/TEM 이미징을 실질적으로 최적화하려면 EDX 및 EELS가 서로 다른 가속 전압에서 서로 다른 신호를 획득해야 할 수 있습니다. 규칙은 시료마다 다를 수 있지만 일반적으로 다음과 같은 규칙이 적용됩니다. 1) 최상의 이미징은 육안으로 보이는 손상이 발생할 가능성이 있는 것보다 높은 가장 높은 전압에서 수행됩니다. 2) EDX, 특히 맵핑 시에 이온화 단면의 증가로 낮은 전압의 이점을 얻을 수 있으므로 주어진 총 선량에 대해 더 나은 신호 대 노이즈 비율 맵을 제공합니다. 그리고 3) EELS는 다중 산란을 피하기 위해 고전압에서 가장 잘 작동하며, 이는 시료 두께를 늘리면 EELS 신호는 저하됩니다.
안타깝게도 단일 현미경 세션 중에는 관심 영역을 잃지 않으면서 동일한 시료에서 다양한 전압으로 획득하는 것은 불가능합니다. 적어도 지금까지는 그랬습니다.
Thermo Scientific Spectra 300 S/TEM을 상상해 보십시오.
- 단일 현미경 세션에서 다양한 전압(정렬을 구입한 30~300kV 사이의 모든 전압)에서 실제로 작동 가능
- 가속 전압에서 다른 전압으로 변화하는 경우, 약 5분 소요
- 4.45 srad 입체각에 의해 근본적으로 다른 EDX 개념을 수용 가능(4.04 srad 입체각 및 분석 이중 경사 홀더)
새로운 Spectra Ultra S/TEM을 사용하면 프로브 전류와 마찬가지로 가속 전압이 조정 가능한 파라미터가 되고, 대형 Ultra-X EDX 시스템을 통해 기존의 EDX 분석에 비해 빔에 아주 민감한 물질의 화학적 특성 분석도 가능합니다.
Spectra Ultra 수차 교정 S/TEM은 다양한 시료에서 최고 수준의 분해능을 구현함으로써 재료 과학 및 반도체 응용 분야를 위한 업계 최고 수준의 특성 분석 기능을 제공합니다.
매우 안정적인 기초 위에 구축
Spectra Ultra S/TEM은 수동적 및 (옵션인) 능동적 진동 분리를 통해 전례 없는 수준의 기계적 안정성 품질을 제공하도록 설계된 플랫폼에서 제공됩니다.
Thermo Scientific Spectra 200 S/TEM 및 Spectra 300 S/TEM과 마찬가지로, 이 시스템은 편리하게 검체를 로딩하고 제거하기 위해 내장형 온-스크린 디스플레이가 있는 완전히 재설계된 인클로저 속에 들어 있습니다. 가변 높이를 사용하여 보정되지 않은 구성과 단일-보정된 구성 사이에 최초로 완벽한 모듈성 및 업그레이드 가능성을 제공할 수 있으므로, 다양한 실내 구성을 위한 최대한의 유연성을 제공할 수 있습니다.
더 많은 물질에서 최적의 결과를 얻는 데 걸리는 시간 단축
전압을 전환해 5분 이내에 광학 장치와 검체 스테이지의 안정성을 확인할 수 있으므로, 고유한 기능과 함께 현미경을 가장 빠르게 조작하여 검체에 최적화된 정보를 추출할 수 있는 새로운 방법을 제공합니다.
- 시료에서 최고 분해능 공간 정보(50pm)를 300kV에서 수집할 수 있습니다. 그런 다음, 동일한 영역에서 더 높은 X선 수율로 더 많은 이온화 단면을 제공함으로써 STEM EDX 맵핑의 가속 전압을 낮추도록 시스템을 전환할 수 있으며, 이는 시료 손상을 줄이는 결과를 가져옵니다.
- “knock-on” 손상이 발생하는 검체의 경우, 빔 손상을 완화하고 데이터 무결성을 보장하기 위해 단일 현미경 세션 내에서 전압을 여러 번 전환할 수 있습니다.
이 기능은 완전히 재설계된 대물 렌즈를 도입하여 30~300kV 사이의 전압에서 일정한 전력으로 작동할 수 있게 되었습니다.
60kV에서 300kV로 전환한 후 안정화
10년 반 전 FEI에서 생산한 Titan TEM의 도입으로 정전력 개념이 처음 도입되었습니다. 주어진 모드에서 모드 전환을 활성화했지만 고정되었고, 대물 렌즈 열 부하가 일정하게 유지되므로 편차를 유도하지 않으면서 전압을 가속할 수 있습니다. 현재 이 개념은 30~300kV 사이의 모든 전압 변화로 확장되었습니다.
대물 렌즈는 형식에 따라 크게 변하는 자기장을 생성하고 전압을 가속합니다. 그러나 Spectra Ultra(S)TEM의 새로운 대물 렌즈에서는 항상 열 부하가 일정하게 유지됩니다. 서로 다른 가속 전압 간에 전환할 때 광학부와 스테이지의 안정화 시간이 몇 시간에서 5분 미만으로 단축되었습니다.
Ultra-X 검출기와 함께 전압 유연성을 가속화할 때의 이점은 명확합니다. HT에 대한 빠르고 유연한 제어와 Ultra-X가 결합되어, 빔에 민감한 물질의 최적화된 STEM EDX 분석과의 결합을 통해 최고 분해능으로 고속 이미징의 관문을 열어드립니다.
Ultra-X와 함께 전압 유연성을 가속할 때의 이점. 1시간 이내에 두 개의 가속 전압에서 STEM EDX 맵핑을 실행합니다. 300kV에서의 빔 유도 검체 손상이 InAlGaAs 층 검체에서 관찰됩니다. 가속 전압을 200kV로 낮추면 빔 유도 검체 손상이 감소하고 EDX 맵이 눈에 띄게 향상됩니다. 검체 제공: J. Zweck, University of Regensburg
더 많은 물질의 특성 분석을 위한 최저 선량 STEM/EDX
Spectra Ultra S/TEM은 Ultra-X EDX 검출기로 EDX 검출의 새로운 시대를 열어줍니다. 다른 EDX 검출기 솔루션보다 최소 2배 이상 큰 입체각(>4.45 Sr)을 제공하는 Ultra-X의 민감도는 STEM EDX 분석에 새로운 기능을 제공해 줍니다. 분석 이중 경사 홀더의 섀도잉을 고려하더라도, 입체각은 >4.04 srad 입니다.
그림 2. 단일 검출기, Super-X, Dual-X 및 새로운 Ultra-X에 대한 틸트 각도의 함수로 정규화된 계수 비율. 데이터는 각 검출기 구성에 최적화된 검체 홀더를 사용하여 200kV에서 기록되었습니다. Zaluzec et al. Submitted to Microscopy and Microanalysis, 2021.
이러한 고감도의 장점은 Ultra-X를 사용한 스펙트럼 영상 품질의 개선에서 확인할 수 있습니다. DyScO3 검체의 Super-X, Dual-X, Ultra-X 간에 동일한 전자 선량(8.28 x 108e/Å2)을 사용한 비교가 표시됩니다. 원시 데이터에 표시된 신호 대 노이즈 비율의 개선점을 쉽게 확인할 수 있습니다. 또한, 산소 격자는 Super-X와 Dual-X로 직접 영상을 촬영할 수 없었던 조건에서 Ultra-X를 통해 이미지를 생성할 수 있습니다
그림 3. DyScO3 검체에서는 Super-X, Dual-X 및 Ultra-X를 정량적으로 비교하였습니다. 신호 대 노이즈 비율 개선점이 분명하게 나타납니다. 검체 제공: L.F. Kourkoutis, Cornell University.
또한, Ultra-X의 높은 민감도는 다른 EDX 검출기 용액에 필요한 전자 선량의 일부만으로도 동일한 수준의 화학 정보를 얻을 수 있음을 의미합니다. 이를 통해 빔에 민감한 더 많은 검체에서 STEM EDX 분석을 수행하고 더욱 안정적인 검체를 위한 더 빠른 맵핑을 할 수 있습니다.
그림 4. 스펙트럼 이미지에서 추출한 유사한 라인 프로파일은 Super-X에 필요한 전자 선량의 극히 일부분만을 사용하여 Ultra-X에서 유사한 신호 대 잡음비를 얻을 수 있음을 보여줍니다. 검체 제공: Kourkoutis, Cornell University.
Panther STEM 검출 시스템에 의한 전례 없는 감도
Spectra(S)TEM의 STEM 이미징 기능은 새로운 데이터 획득 아키텍처와 두 개의 새로운, 고체 상태의, 8-세그먼트 링과 디스크 STEM 검출기(총 16 세그먼트)를 포함하는 Panther STEM 검출 시스템을 사용하여 재구축되었습니다. 새로운 검출기의 형상은 단일 전자를 측정하는 감도가 결합된 고급 STEM 이미징 기능에 대한 액세스를 제공합니다.
강도 프로파일(빨간색)이 있는 16 세그먼트 링 및 디스크 검출기의 스캔 이미지를 통해 세그먼트 전반에 걸쳐 우수한 감도 동질성을 입증합니다.
전체 신호 체인이 최적화되고 튜닝되어 매우 낮은 선량의 신호 대 노이즈 이미지 생성 기능을 제공함으로써, 빔에 민감한 물질의 이미징 기능을 개선해 줍니다. 또한 완전히 다시 개발한 데이터 획득 인프라는, 이후에 검출기 세그먼트를 임의의 방식으로 결합할 수 있는 가능성과 함께, 새로운 STEM 이미징 방법을 만들고 기존 STEM 기법에는 존재하지 않는 정보를 보여줄 수 있는 다른 개별 검출기 세그먼트를 결합할 수 있습니다. 이 아키텍처는 또한 확장이 가능하며 다수의 STEM 신호 및 분광학 신호를 동기화하는 인터페이스를 제공합니다.
3pA, 1.3pA 및 1 pA 미만의 프로브 전류를 이용한 Panther STEM 검출 시스템으로 촬영한 SrTiO₃ [001] HAADF 이미지들의 비교. 프로브 전류가 1pA 미만인 경우에도 이미지의 신호 대 노이즈 비율을 통해 OptiSTEM+와 같은 자동화 루틴이 프로브 형성 광학 장치에서 1차 및 2차 수차를 수정하여 선명한 이미지를 제공할 수 있습니다.
MOF(metal organic framework) UiO 66의 초저선량 이미징. 1.4 Å의 공간 분해능을 가진 이 고선량 감광물질의 원자 수준 세부 정보를 이미지화하는데 iDPC와 Panther STEM 검출 시스템을 결합한 0.5 pA 미만의 프로브 전류가 사용되었습니다. 이미지는 23.5초의 프레임 시간을 가진 단일 샷입니다. 시료 제공: Professor Y. Han, King Abdullah University of Science and Technology. (Spectra 300 TEM에서 획득한 데이터)
최고 분해능 STEM 이미징 성능
Spectra Ultra S/TEM에는 새로운 S-TWIN'(S-TWIN Prime) pole piece가 장착되어 있습니다. S-TWIN'은 S-TWIN 디자인에 기초하고 있습니다. 이 시스템은 STEM에서 매우 높은 공간 분해능(예: 300kV에서 50pm, 60kV에서 96 pm)과 큰 경사 각도 또는 부피가 큰 in situ 홀더가 필요한 실험을 위한 넓은 간격을 제공합니다.
S-TWIN'은 공간 분해능을 저하시키지 않으면서 매우 높은 입체각 EDX 용액(Ultra-X 섹션 참조)을 지원할 수 있는 능력으로 차별화됩니다. S-TWIN'은 베이스의 향상된 기계적 안정성 및 최신 S-CORR 프로브 보정기의 결합으로 Spectra 300 TEM의 결합된 높은 프로브 전류 사양과 결합된 공간 분해능을 매치시킵니다.
시판되는 제품 중 가장 많이 사용되는 STEM 사양 중 이러한 사양에 대한 전체 목록은 Spectra Ultra S/TEM 데이터 문서를 참조하십시오.
고에너지 분해능 및 고휘도 소스
X-FEG/Mono 또는 X-FEG/UltiMono
Spectra Ultra S/TEM은 표준 monochromator(X-FEG/Mono) 또는 고에너지 분해능 모노크로메이터(X-FEG/Ultimo)를 옵션으로 장착할 수 있습니다. 두 모노크로메이터(monochromator)는 자동으로 여기되고 한 번의 클릭으로 튜닝되며 각각 OptiMono 또는 OptiMono+를 각각 사용하여 각 구성에서 가능한 최고 에너지 분해능을 달성합니다.
X-FEG/Mono는 1eV에서 0.2eV까지 자동으로 튜닝할 수 있으며 X-FEG/UltiMono는 1eV에서 <25meV까지 자동으로 튜닝할 수 있습니다.
두 소스 모두 30~300kV에서 작동하여 가장 광범위한 시료를 수용할 수 있습니다. STEM EDS 맵핑, 초고분해능 STEM 또는 TEM 이미징과 같은 높은 총 전류를 포함하여 고휘도를 요구하는 실험을 수행하기 위해 시스템의 다른 사양에 영향을 미치지 않으면서 둘 모두 모노크로메이터(monochromator)를 끈 상태에서 표준 모드로 실행할 수 있습니다. 이러한 유연성으로 Spectra Ultra(S)TEM은 하나의 시스템에서 광범위한 실험을 수행할 것으로 예상되는 환경에서 기능할 수 있습니다.
OptiMono+는 60kV에서 모노크로메이터 오프(monochromator off) 상태(1eV 에너지 분해능)에서 모노크로메이터(monochromator) 최대 여기 상태(<30meV)로 X-FEG/UltiMono를 여기합니다. (Spectra 300 TEM에서 획득한 데이터.)
X-CFEG
Spectra Ultra S/TEM은 옵션으로 새로운 cold field emission gun(X-CFEG)에 의해 전원을 공급할 수 있습니다. X-CFEG는 초고휘도(>>1.0 x 108A/m2/Sr/V*), 낮은 에너지 확산(<0.4eV)을 자랑하며 30~300kV에서 작동할 수 있습니다. 이것은 고에너지 분해능과 함께 높은 처리량과 빠른 획득 STEM 분석을 위해 높은 프로브 전류와 함께 고분해능 STEM 이미징을 동시에 제공합니다. X-CFEG와 S-CORR 프로브 수차 보정기의 강력한 조합을 통해 1,000pA가 넘는 프로브 전류를 사용하는 서브-옹스트롬(<0.8Å) STEM 이미징 분해능을 일상적으로 달성할 수 있습니다.
X-CFEG/S-CORR를 통해 생성된 Si[110] HAADF 이미지, 76pm 미만의 STEM 분해능을 유지하면서 0.016nA(왼쪽)~1nA(오른쪽) 범위의 프로브 전류.
또한, 건(gun)과 콘덴서 광학부를 정밀하게 제어하여 <1pA에서nA 범위에 이르기까지 프로브 전류를 유연하게 조정할 수 있으므로, 프로브 수차에 최소한의 영향을 미치면서 가장 광범위한 시료 및 실험을 수행할 수 있습니다.
모든 콜드 전계 방출(Cold field emission) 소스와 마찬가지로, 날카로운 팁은 프로브 전류를 유지하기 위한 주기적인 재생성(‘flashing’이라고 칭함)이 필요합니다. X-CFEG를 사용하면, 팁이 작업일 당 한 차례만 플래싱(flashing)하면 되고, 이 처리에 소요되는 시간은 1분 미만입니다. 최고 분해능의 이미징 조건에서도 프로브 수차에 측정가능한 영향을 미치지 않으며, 매일 수행하는 팁 플래싱(flashing)은 팁 수명에 영향을 미치지 않습니다.
X-CFEG 상의 팁 플래싱(Tip flashing): 광학 장치의 조정없이, 팁 플래싱 전과 후에 200kV에서 60pm 분해능이 유지됩니다. 이 처리에 소요되는 시간은 <1분이고 작업일당 한 차례만 필요하며 팁 수명에 영향을 미치지 않습니다.
X-CFEG는 또한 대형 병렬 프로브를 사용하는 표준 TEM 이미징 실험(예: in-situ)을 지원하기에 충분한 총 빔 전류(>14nA)를 생성하여, 유일하게 다목적용이면서도 고성능을 구현하는 C-FEG입니다.
X-CFEG의 유연한 특성에 추가하면 추출 전압을 변경함으로써 에너지 분해능을 조정할 수 있습니다.
아래 예에서 에너지 분해능은 프로브 전류가 <500pA인 0.39eV와 프로브 전류가 >300pA인 0.31eV 사이에서 조정되었습니다. 높은 에너지 분해능으로 높은 프로브 전류를 유지하면 코어 손실 에지 상에서 모노크로메이터(monochromator)를 필요로 하지 않으면서 ELNES(Energy Loss Near Edge Structure)의 상세한 분석이 가능합니다. DyScO3의 HAADF 이미지에서 입증된 바와 같이 공간 분해능은 영향을 받지 않으며(이 경우 <63pA), 이것은 STEM EELS가 동시에 높은 공간 분해능, 에너지 분해능 및 신호 대 노이즈 비율로 실험을 수행할 수 있다는 것을 의미합니다.
팁의 수명은 실험을 수행하기 위해 선택한 추출 전압의 영향을 받지 않습니다.
초고휘도 X-CFEG의 에너지 분해능은 추출 전압을 사용하여 조정할 수 있습니다. 위의 경우, 0.39eV(500pA 미만 프로브 전류)와 0.31eV(300pA 이상 프로브 전류) 사이에서 변경되었습니다. DyScO3의 HAADF 이미지에서 입증된 것처럼 공간 분해능은 영향을 받지 않습니다(이 경우 <63pA). 시료 제공: L.F. Kourkoutis, Cornell University
고급 STEM 이미징 기능
Spectra Ultra S/TEM은 4D STEM 데이터 세트 수집을 위한 속도 향상을 제공하는 전자 현미경 픽셀 어레이 검출기(EMPAD) 또는 Thermo Scientific Ceta™ Camera와 함께 구성할 수 있습니다.
EMPAD는 30~300kV를 지원하며, 128x128 픽셀 어레이에서 높은 동적 범위(1:1,000,000 e- 픽셀 간), 높은 신호 대 잡음비(1/140 e-) 및 고속(초당 1,100 프레임)을 제공하며, 4D STEM 응용 분야(예: 다음 ptychography 이미지와 같이 중심 빔과 회절 빔의 세부 정보를 동시에 분석해야 하는 경우)에 가장 적합한 검출기입니다.
자세한 내용은 EMPAD 데이터 문서에서 확인할 수 있습니다.
EMPAD 검출기는 다양한 응용분야에 사용할 수 있습니다. 왼쪽에서는 2D 물질 MoS₂ 의 이중층에서 낮은 가속 전압(80kV)에서 조리개 제한 분해능을 넘는 공간 분해능(0.39Å)을 확장하는 데 사용됩니다( Jiang, Y. 등 Nature 559, 343–349, 2018). 오른쪽은 암시야 반사를 독립적으로 이미지 생성하여 초합금 내 침전물의 복잡한 미세 구조를 보여주는 데 사용됩니다(사례 제공: G.Burke 교수, University of Manchester).
속도가 향상된 Ceta 카메라는, 더 많은 수의 픽셀을 필요로 하고 EDS 분석이 STEM 스캔의 각 지점과 결합되어야 하는 경우를 비롯한 4D STEM 응용분야에서 대안을 제공해드립니다. 이 솔루션은 변형 측정과 같은 응용분야에 적합한 고분해능 회절 패턴(최대 512 x 512 픽셀 분해능)을 제공합니다.
Spectra Ultra S/TEM의 현장(In situ) 기능
Spectra Ultra S/TEM은 all-in-one S-TWIN wide-gap pole piece로 in situ 실험을 위한 다양한 종류의 홀더를 수용합니다. Thermo Scientific NanoEx 홀더 제품군은 현미경과 완벽하게 통합되어 있어 높은 온도에서 원자 이미징을 위한 MEMS 장치 기반 가열이 가능합니다. 아래에서, 금 나노입자를 700°C로 가열하였으며, 속도가 향상된 Thermo Scientific Ceta Camera 상에서 초당 30프레임보다 큰 속도로 전체 프레임 4k x 4k 픽셀 분해능을 사용하여 모션을 캡쳐하였습니다. 그 결과는 높은 공간 분해능과 시간 분해능으로 매우 역동적인 분자 거동을 보여줍니다.
왼쪽은 고온에서 금 나노섬(gold nano-islands)의 높은 프레임 속도 동영상으로, 속도 향상 기능을 갖춘 Ceta Camera로 수집되었습니다. 오른쪽에 있는 4k x 4k 센서는 관심 영역에서 고분해능을 유지하면서도 디지털 줌을 가능하게 합니다.
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주문형 웨비나: (S)TEM 및 EDX를 사용한 물질 분석의 범위 확대
(S)TEM, 주사투과전자현미경 및 에너지 분산 X선 분광법인 EDX는 원자까지 물질의 구조 및 화학적 조성을 특성 분석할 수 있는 보완 기술입니다.
2부로 구성된 주문형 웨비나를 통해 빔에 민감한 물질과 같은 까다로운 시료를 포함하여 광범위한 재료 범위의 분석이 가능한 (S)TEM 및 EDX의 발전에 대해 알아보십시오.
무보정 |
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보정된 프로브 |
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프로브 + 이미지 보정 X-FEG/Mono |
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프로브 + 이미지 보정 X-FEG/UltiMono |
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프로브 + 이미지 보정 X-CFEG |
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소스(source) |
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재품 표 사항에 대한 스타일시트
OptiMono+는 60kV에서 모노크로메이터 오프(monochromator off) 상태(1eV 에너지 분해능)에서 모노크로메이터 최대 여기 상태(<30meV)로 X-FEG/UltiMono를 여기합니다.
X-CFEG 상의 팁 플래싱(Tip flashing): 광학 장치의 조정없이, 팁 플래싱 전과 후에 200kV에서 60pm 분해능이 유지됩니다. 이 처리에 소요되는 시간은 <1분이고 작업일당 한 차례만 필요하며 팁 수명에 영향을 미치지 않습니다.
왼쪽은 고온에서 gold nano-islands의 높은 프레임 속도 동영상으로, 속도 향상 기능을 갖춘 Ceta Camera로 수집되었습니다. 오른쪽에 있는 4k x 4k 센서는 관심 영역에서 고분해능을 유지하면서도 디지털 줌을 가능하게 합니다.
장점은 Ultra-X와 조합을 이루어 전압 유연성을 가속화하는 것입니다. 높은 가속 전압에서 빔 유도 검체 손상이 InAlGaAs 층 검체에서 관찰됩니다. 가속 전압을 줄임으로써 빔으로 인한 검체 손상과 MMF가 극적으로 감소합니다.
Panther STEM 검출 시스템의 16개 세그먼트 링 및 디스크 검출기는 다중 검출기를 필요로 하지 않으면서 다양한 STEM 신호를 허용합니다.
3pA, 1.3pA 및 1 pA 미만의 프로브 전류를 이용한 Panther STEM 검출 시스템으로 촬영한 SrTiO₃ [001] HAADF 이미지들의 비교. 프로브 전류가 1pA 미만인 경우에도 이미지의 신호 대 노이즈 비율을 통해 OptiSTEM+와 같은 자동화 루틴이 프로브 형성 광학 장치에서 1차 및 2차 수차를 수정하여 선명한 이미지를 제공할 수 있습니다.
MOF(metal organic framework) UiO 66의 초저선량 이미징. 1.4 Å의 공간 분해능을 가진 이 고선량 감광물질의 원자 수준 세부 정보를 이미지화하는데 iDPC와 Panther STEM 검출 시스템을 결합한 0.5 pA 미만의 프로브 전류가 사용되었습니다. 이미지는 23.5초의 프레임 시간을 가진 단일 샷입니다(시료 제공: Professor Y. Han, King Abdullah University of Science and Technology)
X-CFEG/S-CORR를 통해 생성된 Si[110] HAADF 이미지, 76pm 미만의 STEM 분해능을 유지하면서 0.016nA(왼쪽)~1nA(오른쪽) 범위의 프로브 전류.
초고휘도 X-CFEG의 에너지 분해능은 추출 전압을 사용하여 조정할 수 있습니다. 위의 경우, 0.39eV(500pA 미만 프로브 전류)와 0.31eV(300pA 이상 프로브 전류) 사이에서 변경되었습니다. DyScO3의 HAADF 이미지에서 입증된 것처럼 공간 분해능은 영향을 받지 않습니다(이 경우 <63pA). 시료 제공: L.F. Kourkoutis, Cornell University
EMPAD 검출기는 다양한 응용분야에 사용할 수 있습니다. 왼쪽에서는 2D 물질 MoS₂의 이중층에서 낮은 가속 전압(80kV)에서 조리개 제한 분해능을 넘는 공간 분해능(0.39Å)을 확장하는 데 사용됩니다(Jiang, Y. 등 Nature 559, 343–349, 2018). 오른쪽은 암시야 반사를 독립적으로 이미지 생성하여 초합금 내 침전물의 복잡한 미세 구조를 보여주는 데 사용됩니다(시료 제공: G.Burke 교수, University of Manchester).
(S)TEM 및 EDX를 사용한 물질 분석의 범위 확대
(S)TEM, 주사투과전자현미경 및 에너지 분산 X선 분광법인 EDX는 원자까지 물질의 구조 및 화학적 조성을 특성 분석할 수 있는 보완 기술입니다.
2부로 구성된 주문형 웨비나를 통해 빔에 민감한 물질과 같은 까다로운 시료를 포함하여 광범위한 재료 범위의 분석이 가능한 (S)TEM 및 EDX의 발전에 대해 알아보십시오.
OptiMono+는 60kV에서 모노크로메이터 오프(monochromator off) 상태(1eV 에너지 분해능)에서 모노크로메이터 최대 여기 상태(<30meV)로 X-FEG/UltiMono를 여기합니다.
X-CFEG 상의 팁 플래싱(Tip flashing): 광학 장치의 조정없이, 팁 플래싱 전과 후에 200kV에서 60pm 분해능이 유지됩니다. 이 처리에 소요되는 시간은 <1분이고 작업일당 한 차례만 필요하며 팁 수명에 영향을 미치지 않습니다.
왼쪽은 고온에서 gold nano-islands의 높은 프레임 속도 동영상으로, 속도 향상 기능을 갖춘 Ceta Camera로 수집되었습니다. 오른쪽에 있는 4k x 4k 센서는 관심 영역에서 고분해능을 유지하면서도 디지털 줌을 가능하게 합니다.
장점은 Ultra-X와 조합을 이루어 전압 유연성을 가속화하는 것입니다. 높은 가속 전압에서 빔 유도 검체 손상이 InAlGaAs 층 검체에서 관찰됩니다. 가속 전압을 줄임으로써 빔으로 인한 검체 손상과 MMF가 극적으로 감소합니다.
Panther STEM 검출 시스템의 16개 세그먼트 링 및 디스크 검출기는 다중 검출기를 필요로 하지 않으면서 다양한 STEM 신호를 허용합니다.
3pA, 1.3pA 및 1 pA 미만의 프로브 전류를 이용한 Panther STEM 검출 시스템으로 촬영한 SrTiO₃ [001] HAADF 이미지들의 비교. 프로브 전류가 1pA 미만인 경우에도 이미지의 신호 대 노이즈 비율을 통해 OptiSTEM+와 같은 자동화 루틴이 프로브 형성 광학 장치에서 1차 및 2차 수차를 수정하여 선명한 이미지를 제공할 수 있습니다.
MOF(metal organic framework) UiO 66의 초저선량 이미징. 1.4 Å의 공간 분해능을 가진 이 고선량 감광물질의 원자 수준 세부 정보를 이미지화하는데 iDPC와 Panther STEM 검출 시스템을 결합한 0.5 pA 미만의 프로브 전류가 사용되었습니다. 이미지는 23.5초의 프레임 시간을 가진 단일 샷입니다(시료 제공: Professor Y. Han, King Abdullah University of Science and Technology)
X-CFEG/S-CORR를 통해 생성된 Si[110] HAADF 이미지, 76pm 미만의 STEM 분해능을 유지하면서 0.016nA(왼쪽)~1nA(오른쪽) 범위의 프로브 전류.
초고휘도 X-CFEG의 에너지 분해능은 추출 전압을 사용하여 조정할 수 있습니다. 위의 경우, 0.39eV(500pA 미만 프로브 전류)와 0.31eV(300pA 이상 프로브 전류) 사이에서 변경되었습니다. DyScO3의 HAADF 이미지에서 입증된 것처럼 공간 분해능은 영향을 받지 않습니다(이 경우 <63pA). 시료 제공: L.F. Kourkoutis, Cornell University
EMPAD 검출기는 다양한 응용분야에 사용할 수 있습니다. 왼쪽에서는 2D 물질 MoS₂의 이중층에서 낮은 가속 전압(80kV)에서 조리개 제한 분해능을 넘는 공간 분해능(0.39Å)을 확장하는 데 사용됩니다(Jiang, Y. 등 Nature 559, 343–349, 2018). 오른쪽은 암시야 반사를 독립적으로 이미지 생성하여 초합금 내 침전물의 복잡한 미세 구조를 보여주는 데 사용됩니다(시료 제공: G.Burke 교수, University of Manchester).
(S)TEM 및 EDX를 사용한 물질 분석의 범위 확대
(S)TEM, 주사투과전자현미경 및 에너지 분산 X선 분광법인 EDX는 원자까지 물질의 구조 및 화학적 조성을 특성 분석할 수 있는 보완 기술입니다.
2부로 구성된 주문형 웨비나를 통해 빔에 민감한 물질과 같은 까다로운 시료를 포함하여 광범위한 재료 범위의 분석이 가능한 (S)TEM 및 EDX의 발전에 대해 알아보십시오.
em-H3-헤더 등급으로 Applications H3를 p로 변경하기 위한 스타일 시트
em-H3-헤더 등급으로 H3를 p로 변경하기 위한 스타일 시트
전자현미경을 사용한 공정 제어
오늘날 산업계는 우수한 품질의 높은 처리량과 강력한 공정 제어를 통해 유지되는 균형을 필요로 하고 있습니다. 전용 자동화 소프트웨어를 갖춘 SEM 및 TEM 도구는 공정 모니터링 및 개선을 위한 신속하고 멀티-스케일의 정보를 제공합니다.
품질 관리 및 불량 분석
품질 관리 및 보증은 현대 산업에 있어 필수적입니다. 당사에서는 결함에 대한 멀티 스케일 및 다중 모드 분석을 위한 다양한 EM 및 분광법 도구를 제공함으로써 공정 관리 및 개선을 위해 신뢰할 수 있으며 정보에 기반한 결정을 가능하게 합니다.
기초 재료 연구
새로운 물질은 물리적 및 화학적 특성을 최대한 제어하기 위해 점점 더 작은 규모로 연구되고 있습니다. 전자현미경은 연구자들에게 마이크로에서 나노 범위에 이르는 광범위한 물질 특성의 핵심이 되는 유용한 정보를 제공합니다.
반도체 경로탐색(Pathfinding) 및 개발
고성능 반도체 장치의 제조에 필요한 실행 가능한 솔루션과 설계 방법을 확인하기 위한 고급 전자 현미경 검사, 집속 이온빔 및 관련 분석 기법.
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에너지 분산 분광법
에너지분산 분광법(EDS)은 전자 현미경 이미지를 통해 상세한 원소 정보를 수집하고 EM 관찰을 위한 중요한 조성 정보를 제공합니다. EDS를 사용하면 신속하고 종합적인 표면 스캔부터 개별 원자에 이르는 화학적 조성을 측정할 수 있습니다.
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3D EDS 단층 촬영
오늘날의 재료 연구는 3차원의 나노단위 분석에 점점 더 의존하고 있습니다. 3D EM과 에너지 분산 X선 분광법으로 전체 화학적 조성 데이터 및 구조적 정보 등 3D 특성 분석이 가능합니다.
EDS를 통한 원자 규모 원소 맵핑
원자 분해능 EDS는 개별 원자의 원소적 정체성을 구별함으로써 재료 분석을 위한 탁월한 화학적 정보를 제공합니다. 고분해능 TEM과 함께 사용하면 시료에서 정확한 원자 조성을 관찰할 수 있습니다.
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EDS 원소 분석
EDS는 전자 현미경 관찰에 있어 중요한 조성 정보를 제공해 줍니다. 특히, 당사의 독자적인 Super-X 및 Dual-X 검출기 시스템은 향상된 처리량 및/또는 감도를 위한 옵션을 제공함으로써 연구 우선 순위에 준하여 데이터 획득을 최적화합니다.
전자 에너지 손실 분광법
재료 과학 연구는 다양한 분석 응용 분야에서 고분해능 EELS를 활용합니다. 여기에는 높은 처리량, 높은 신호 대 잡음비 원소 맵핑, 산화 상태 프로빙(probing) 및 표면 포논(phonon)도 포함됩니다.
현장(In Situ) 실험
재결정화, 미립자 성장, 가열, 냉각 및 습윤 과정에서의 위상 변이와 같은 동적 처리의 기본 원리를 이해하는 데 있어서 전자 현미경 검사를 통한 미세 구조 변화에 대한 직접적인 실시간 관찰은 필수적입니다.
입자 분석
입자 분석은 나노 재료 연구 및 품질 관리에 있어 중요한 역할을 합니다. 분말 및 입자의 신속한 특성 분석을 위해 나노미터 규모의 분해능과 전자 현미경법의 우수한 이미지 생성 기능을 특수 소프트웨어와 결합할 수 있습니다.
멀티스케일 분석
새로운 물질은 보다 큰 시료 맥락을 유지하면서 더 높은 분해능으로 분석해야 합니다. 멀티스케일 분석을 사용하면 X선 microCT, DualBeam, 레이저 PFIB, SEM, TEM 등의 다양한 영상 도구 및 영상 기법의 상관 관계를 분석할 수 있습니다.
반도체 TEM 이미지 생성 및 분석
Thermo Fisher Scientific 투과 전자 현미경은 반도체 장치의 고분해능 이미지 생성 및 분석 기능을 제공함으로써, 제조업체에서 도구 세트를 보정하고 고장 메커니즘을 진단하며 전체 공정 수율을 최적화할 수 있도록 해줍니다.
APW(Automated NanoParticle Workflow)는 나노입자 분석을 위한 투과전자현미경 워크플로우로, 나노 단위에서 대면적, 고분해능 이미징 및 데이터 획득을 즉석으로 처리할 수 있습니다.
에너지 분산 분광법
에너지분산 분광법(EDS)은 전자 현미경 이미지를 통해 상세한 원소 정보를 수집하고 EM 관찰을 위한 중요한 조성 정보를 제공합니다. EDS를 사용하면 신속하고 종합적인 표면 스캔부터 개별 원자에 이르는 화학적 조성을 측정할 수 있습니다.
3D EDS 단층 촬영
오늘날의 재료 연구는 3차원의 나노단위 분석에 점점 더 의존하고 있습니다. 3D EM과 에너지 분산 X선 분광법으로 전체 화학적 조성 데이터 및 구조적 정보 등 3D 특성 분석이 가능합니다.
EDS를 통한 원자 규모 원소 맵핑
원자 분해능 EDS는 개별 원자의 원소적 정체성을 구별함으로써 재료 분석을 위한 탁월한 화학적 정보를 제공합니다. 고분해능 TEM과 함께 사용하면 시료에서 정확한 원자 조성을 관찰할 수 있습니다.
EDS 원소 분석
EDS는 전자 현미경 관찰에 있어 중요한 조성 정보를 제공해 줍니다. 특히, 당사의 독자적인 Super-X 및 Dual-X 검출기 시스템은 향상된 처리량 및/또는 감도를 위한 옵션을 제공함으로써 연구 우선 순위에 준하여 데이터 획득을 최적화합니다.
전자 에너지 손실 분광법
재료 과학 연구는 다양한 분석 응용 분야에서 고분해능 EELS를 활용합니다. 여기에는 높은 처리량, 높은 신호 대 잡음비 원소 맵핑, 산화 상태 프로빙(probing) 및 표면 포논(phonon)도 포함됩니다.
현장(In Situ) 실험
재결정화, 미립자 성장, 가열, 냉각 및 습윤 과정에서의 위상 변이와 같은 동적 처리의 기본 원리를 이해하는 데 있어서 전자 현미경 검사를 통한 미세 구조 변화에 대한 직접적인 실시간 관찰은 필수적입니다.
입자 분석
입자 분석은 나노 재료 연구 및 품질 관리에 있어 중요한 역할을 합니다. 분말 및 입자의 신속한 특성 분석을 위해 나노미터 규모의 분해능과 전자 현미경법의 우수한 이미지 생성 기능을 특수 소프트웨어와 결합할 수 있습니다.
멀티스케일 분석
새로운 물질은 보다 큰 시료 맥락을 유지하면서 더 높은 분해능으로 분석해야 합니다. 멀티스케일 분석을 사용하면 X선 microCT, DualBeam, 레이저 PFIB, SEM, TEM 등의 다양한 영상 도구 및 영상 기법의 상관 관계를 분석할 수 있습니다.
반도체 TEM 이미지 생성 및 분석
Thermo Fisher Scientific 투과 전자 현미경은 반도체 장치의 고분해능 이미지 생성 및 분석 기능을 제공함으로써, 제조업체에서 도구 세트를 보정하고 고장 메커니즘을 진단하며 전체 공정 수율을 최적화할 수 있도록 해줍니다.
APW(Automated NanoParticle Workflow)는 나노입자 분석을 위한 투과전자현미경 워크플로우로, 나노 단위에서 대면적, 고분해능 이미징 및 데이터 획득을 즉석으로 처리할 수 있습니다.
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