Quanta 3D 200i

Двулучевая система Quanta 3D 200i от FEITM (Нидерланды), объединяющая сканирующий электронный микроскоп (SEM) и ионный сканирующий микроскоп с сфокусированным пучком ионов галлия (FIB). Дополнительно оборудована:

  • газо-инжекционной системой GIS Platinum deposition (FEITM) для прецизионного напыления проводящего покрытия;
  • микроманипулятором Omniprobe model 100.7 (Omniprobe Inc., США) для оперирования микрообъектами;
  • системой энергодисперсионного анализа EDAX (Ametek Inc., США) на кремниевом дрейфовом детекторе для проведения элементного микроанализа.

1 DSC03136 (2)    DSC03140  1 (2)

Характеристики системы:

  1. Получение изображений проводящих материалов в режиме сканирования электронным пучком с пространственным изображением до 4 нм и ионным пучком с пространственным разрешением до 10 нм;
  2. Получение изображений поверхности диэлектрических образцов без предварительного напыления с пространственным разрешением до 10 нм;
  3. Получение изображений биологических объектов и образцов во влажном состоянии с пространственным разрешением до 15 нм;
  4. Нанесение покрытия платинового покрытия с минимальной шириной 50 нм;
  5. Прецизионное распыление поверхности материала, формирование тренчей с шириной до 40 нм;
  6. Пробоподготовка образцов для просвечивающей электронной микроскопии;
  7. Полуколичественный микрорентгеновский анализ.

Сканирующая электронная микроскопия

Cканирующая электронная микроскопия применяется для получения увеличенных изображений поверхности объекта.

Электронная сканирующая система основана на термоэмиссионном вольфрамовом источнике электронов, что позволяет решать задачи по визуализации в большинстве практических случаев. Достоинством Quanta 3D 200i является возможность выбора нескольких детекторов электронов и режимов вакуума.

«Классический» режим высокого вакуума позволяет получать высокоразрешенные изображения поверхности проводящих материалов (от 4 нм при ускоряющем напряжении 30 кВ) с реализацией топологического контраста, контраста по атомному номеру или смешения сигналов от нескольких детекторов.

1.jpg

Топологический контраст (слева) и контраст по атомному номеру (справа). Слой золота на никелевой подложке.


«Режим низкого вакуума (пары воды под давлением до 130 Па) используется для диэлектрических образцов без предварительного напыления проводящего слоя, в том числе для биологических объектов с предварительной химической фиксацией. Достигаемый предел разрешения при ускоряющем напряжении 30 кВ и давлении паров воды 60 Па составляет 7 нм.

2.jpg

Клетки мерцательного эпителия трахеи (слева), макрофаг на артериальной стенке (справа).

Режим естественной среды (пары воды под давлением до 2500 Па) используется для сильно загрязненных, «газящих» или легко теряющих влагу поверхностей. Хорошо подходит для органических материалов, биологических объектов без предварительной пробоподготовки. Достигаемый предел разрешения при ускоряющем напряжении 30 кВ составляет 9-15 нм,  зависит от давления паров воды.

3.jpg

Эритроциты на мерцательном эпителии 

Сканирующая ионная микроскопия, ФИП-технология.

Ионная колонна Magnum, интегрированная в систему Quanta 3D 200i, используется для получения изображений поверхности образцов в ионном пучке, модификации поверхности, вскрытия объемных структур в образце путем удаления или осаждения материала. Источником ионов служит разогреваемый контейнер с галлием. Предел ионнолучевого разрешения составляет от 12-16 нм при ускоряющем напряжении 30 кВ.

Вследствие малой глубины проникновения ионного пучка  ионная микроскопия четко выявляет поверхностные структуры толщиной несколько нанометров, в частности даёт возможность визуализации мельчайших загрязнений. Сильная зависимость глубины взаимодействия от ориентации атомной структуры поверхности образца позволяет визуализировать области с различной ориентацией зерен кристаллов в химически однородном материале.

Недостатком ионной микроскопии является постепенная деградация поверхности образца под воздействием ускоренных ионов.

ФИП-технологии, реализованыные в системе Quanta 3D 200i позволяют проводить локальную модификацию поверхности образца. В частности, это прецизионное создание проводящих участков с использованием газоинжекционной системы и осуществление подготовки образцов для исследования на просвечивающем электронном микроскопе с задействованием микроманипулятора.

5.jpg

Проводящее Pt5C3Ga2-покрытие на диэлектрике (слева), один из этапов подготовки ламели для исследования на трансмиссионном электронном микроскопе (справа).

Рентгеновский энергодисперсионый анализатор

Интегрированная система энергодисперсионного микроанализа позволяет определять элементный образца с диагностированием элементов  от бериллия до урана. Предел обнаружения для элементов с атомным номером 6 достаточно высок и составляет 0,2-0,4 весовых процента. Однако несомненным преимуществом является возможность локального анализа в области диаметром около 2 мкм. Реализовано элементное картирование полуколичественный пространственный анализ распределения элементов по исследуемой поверхности.

6.jpg

Шлиф образца геологической породы, элементное картирование

Сведения о сертификации

quanta1.jpg
quanta2.jpg
скачать pdfскачать pdf


ГОСТ Р 8.631-2007 Государственная система обеспечения единства измерений. Микроскопы электронные растровые измерительные. Методика поверки


ГОСТ Р 8.636-2007 Государственная система обеспечения единства измерений. Микроскопы электронные растровые. Методика калибровки