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過三級電磁透鏡,在末級透鏡上部掃描線圈的作用下,在試樣表面做光柵狀掃描,產生各種同試樣性質有關的物理信息(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(金屬材料、非金屬材料、納米材料)、冶金、生物學、醫學、半導體材料與器件、地質勘探、病蟲害的防治、災害(火災、失效分析)鑒定、刑事偵察、寶石鑒定、工業生產中的產品質量鑒定及生產工藝控制等。在材料科學、金屬材料、陶瓷材料半導體材料、化學材料等領域,進行材料的微觀形貌、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,材料實時微區成分分析,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量,晶體/晶粒的相鑒定,晶粒尺寸、形狀分析,晶體、晶粒取向測量。
新材料的快速發展,對掃描電鏡的新技術越來越倚重,Thermo Fisher高分辨場發射掃描電鏡Apreo 2C兼具高質量成像和多功能分析性能于一體,是研究納米顆粒、金屬、無機非金屬、粉末、聚合物和納米器件等材料的理想分析平臺。
Apreo 2C具有的低電壓超高分辨性能,可以呈現材料最表面的真實形貌襯度,還能夠直接分析非導電性材料,了場發射掃描電鏡發展的技術應用方向。
憑借快捷的FLASH功能,設備可自動執行精細調節動作,只需移動幾次鼠標,就可完成必要的合軸對中、消像散和圖像聚焦校正,即使電鏡新用戶也能充分發揮Apreo 2C的性能。同時,Apreo 2C采用創新性的末級透鏡設計,引入了靜電式末級透鏡,支持鏡筒內高分辨率檢測,即使是針對磁性樣品也可實現成像及分析性能。
除上述所有功能以外,系統在樣品處理方面更具簡便性,沿用一貫的成熟 xT 用戶界面,為操作者節省數據獲取時間。用戶界面可自定義,且提供諸如用戶操作工作流、自動化和遠程操作等多種選項。Apreo 2C在的顯微鏡設計中進一步增加了 SmartAlign、FLASH等技術,因而其靈活性更高,能夠支持各類實驗室,同時兼具高級成像功能滿足所有用戶應用需求。
1. 電子光學系統
1.1 發射源:高穩定型肖特基熱場發射電子槍
自動烘烤、自動啟動、SmartAlign智能自動電子槍對中
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;
調節步長:最小可達每檔1V連續可調
1.4 探針電流范圍:1pA – 50nA,連續可調
1.5 物鏡系統
1.5.1 幾何結構:60°幾何結構的窄錐角物鏡設計,支持較大樣品的傾轉觀察,具備自加熱功能
1.5.2 類型:電磁/靜電復合式物鏡系統,可有效提升低電壓成像的分辨率
1.5.3 特點:物鏡系統無磁場外露,可對磁性材料進行高分辨率成像及分析
1.6 光路系統:具有兩級聚光鏡,單級物鏡,構成三級交叉式電子束光路
1.7 自動調整功能:自動電子槍對中;FLASH自動聚焦、消像散;具有聚焦補償、動態聚焦、旋轉補償、傾斜補償功能;DFCI自動漂移補償幀積分
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 配有燈絲對中軟件,保證燈絲永遠處于狀態,保證燈絲使用壽命,降低設備后期使用成本
2. 樣品室和樣品臺
2.1 樣品室內部空間:從左至右為340mm寬的大存儲空間
2.2 樣品室可拓展接口數量:12個,含能譜儀接口3個(其中2個處于180°對角位置)
2.3 EDS與EBSD具有幾何共面結構
2.4 EDS分析工作距離:10mm(滿足X-Ray出射角35°)
2.5 樣品臺
2.5.1類型:五軸馬達驅動全自動優中心樣品臺
2.5.2樣品裝配方式:抽屜式拉門
2.5.3移動范圍:X=110 mm,Y=110 mm,Z=65 mm,T=-15o~90o,R=n×360o 連續旋轉
2.5.4樣品臺具有接觸報警與自動停止功能
2.5.5多功能樣品臺:
① 多用途SEM樣品安裝載物臺,可同時放置 18 個標準樣品座(φ12mm)
② 具有剖面樣品臺和三個預傾斜樣品臺
2.6 樣品尺寸:直徑不低于200mm
2.7 樣品臺承重:5Kg
3. 探測器系統
3.1 樣品室二次電子探測器ETD
3.2 鏡筒內正光軸背散射電子探測器T1
3.3 鏡筒內正光軸二次電子探測器T2(高分辨成像探測器)
3.4 鏡筒內正光軸二次電子探測器T3(可選;獲取樣品極表面形貌襯度)
3.5 樣品室內IR-CCD紅外相機(觀察樣品臺高度)
3.6 可用于圖像導航的彩色光學相機Nav-Cam+™
4. 真空系統
4.1 真空泵組成:2個離子吸附泵
1個250 l/s分子渦輪泵
1個機械泵
4.2 離子泵專用備用電源
4.4 樣品室抽真空時間:≤3.5min
5. 圖像處理
5.1 光柵掃描:電子束駐留時間25ns至25ms/像素
5.2 智能掃描和漂移補償:256 幀平均或積分、線積分和平均法、隔行掃描、漂移補償幀積分
5.3 掃描方式:正常掃描、縮小光柵、定點、線掃描、掃描旋轉、傾斜校正
5.4 拍攝一次獲取單幀圖像存儲分辨率:65k × 65k像素
5.5 圖像記錄格式:TIFF、BMP或JPEG
6. 控制系統
6.1 操作系統: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,可同時實時顯示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)提供設備成像分析的工作流,對操作者進行使用流程指導,降低設備應用門檻
6.6 蒙太奇圖像導航
6.7 Maps軟件可自動智能成像,設置每個樣品的分析條件(放大倍率、信號等),軟件控制SEM進行圖像采集,并可以將采集的圖像進行拼接
7. 環境條件
7.1 電源電壓:100-240V交流電(-6%,﹢10%),50或60Hz
7.2 功率:<3.0kVA(裸機)
7.3 工作溫度:(20±3)℃
7.4 相對濕度:≤80% RH