La nascita di SEM3300, il "RE" della microscopia elettronica a scansione di filamenti di tungsteno

La microscopia elettronica a scansione (SEM) con filamento di tungsteno è economica, di facile manutenzione, relativamente semplice da utilizzare e richiede meno spazio, rendendola facile da usare per il grande pubblico. Tuttavia, per molto tempo, la risoluzione del SEM del filamento di tungsteno è rimasta ferma, rendendo difficile il perseguimento da parte dell'utente di una risoluzione più elevata.

 

CIQTEK ha recentemente introdotto il SEM3300 , un microscopio elettronico a scansione con filamento di tungsteno che ha aumentato con successo la sua risoluzione da 20 kV a 2,5 nm, un miglioramento del 16% rispetto ai normali microscopi elettronici con filamento di tungsteno!
Risoluzione 3 kV di 4 nm, un miglioramento di 2 volte!
Risoluzione 1 kV di 5 nm, un miglioramento di 3 volte! 

Ridefinisce lo standard industriale della microscopia elettronica a scansione di filamenti di tungsteno superando significativamente le prestazioni della normale microscopia elettronica di filamenti di tungsteno in tutte le bande di tensione!

 

CIQTEK SEM3300

 

Le tre immagini seguenti sono immagini reali di particelle d'oro standard a diverse tensioni, ciascuna dimensione delle particelle è di circa 300 nm, con bordi netti, dettagli ricchi e altezze distinte.

 

 Immagini di particelle d'oro standard a diverse tensioni scattate con SEM3300

  

È noto che il materiale del diaframma nelle batterie al litio ha una scarsa conduttività elettrica e pori minuscoli e per acquisire immagini migliori è necessario utilizzare un microscopio elettronico a emissione di campo ad alta risoluzione e a bassa tensione.

La figura a mostra l'effetto del SEM convenzionale con filamento di tungsteno, i dettagli sono sfocati e poco chiari. SEM3300 svolge questo difficile compito senza sforzo, i pori del setto sono chiaramente visibili a 1 kV e i bordi dei pori sono sufficientemente affilati per l'ispezione del setto (Figura b).

 

 
Figura a: Setto della batteria al litio fotografato dal SEM convenzionale con filamento di tungsteno, con dettagli sfocati e poco chiari 

 

Figura b: diaframma della batteria al litio fotografato SEM3300, pori del diaframma chiaramente visibili, bordo tagliente del foro

 

 

In che modo CIQTEK SEM3300 sta ridefinendo il SEM del filamento di tungsteno?

 

Il team di ricerca e sviluppo di CIQTEK SEM ha analizzato i principali fattori che limitano la risoluzione del SEM del filamento di tungsteno:

La struttura di emissione del filamento di tungsteno è una struttura a 3 elettrodi con un catodo, una porta e un anodo. A una bassa tensione di accelerazione, la luminosità del filamento sarà significativamente ridotta dall'effetto della carica spaziale e dall'aberrazione della sorgente di elettroni. A una bassa energia di atterraggio, le aberrazioni cromatiche e di diffrazione causate dalla dispersione di energia sono grandi, risultando in un ampio spot del fascio. Per garantire l'efficienza di raccolta del rilevatore di elettroni secondari laterali, la distanza di lavoro è relativamente ampia e l'ingrandimento dell'obiettivo non è sufficientemente ampio.

 

In risposta a questi problemi, CIQTEK ha aggiunto un tubo ad alta tensione da 10 kV dall'anodo direttamente alla scarpa polare dell'obiettivo all'interno del barilotto dello specchio, che chiamiamo figurativamente tunnel ad alta tensione. Ecco un esempio di energia di atterraggio di 1 kV.

 

 

All'estremità superiore del tunnel dell'alta tensione: tra il catodo e l'anodo si forma un forte campo elettrico di 11 kV e l'intensità del campo della superficie del filamento è estremamente elevata. Un gran numero di elettroni caldi supera la limitazione dell'effetto della carica spaziale sulla luminosità del fascio e aumenta significativamente la luminosità del fascio.
All'altra estremità del tunnel ad alta tensione: l'imboccatura del tubo e la scarpa polare inferiore della lente dell'obiettivo formano una lente elettrica del campo di decelerazione da 10 kV, che forma uno specchio complesso con la lente magnetica, riducendo così efficacemente il coefficiente di aberrazione sferica e cromatica coefficiente di aberrazione di questo specchio complesso.

 

Inoltre, il rilevatore di elettroni nel cilindro dello specchio può raccogliere la maggior parte degli elettroni secondari accelerati a una distanza di lavoro molto breve con un'efficienza di raccolta fino al 90%, che è molte volte superiore all'intensità del segnale del rilevatore ET laterale di un filamento di tungsteno convenzionale.

Combinando tutte queste innovazioni, CIQTEK SEM3300 rompe finalmente il limite decennale della risoluzione limitante del filamento di tungsteno nell'intero intervallo di tensione, ridefinendo il SEM del filamento di tungsteno.