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鎢燈絲掃描電鏡的“王者”是怎么誕生的?

國儀量子 ? 2022-12-09 11:14 ? 次閱讀

鎢燈絲掃描電鏡

性價比高、易于維護、操作相對簡單、對場地要求較小

便于大眾使用

但長期以來

鎢燈絲掃描電鏡的分辨率都停滯不前

難以實現(xiàn)用戶對更高分辨率的追求

國儀量子于近日推出的鎢燈絲掃描電鏡SEM3300

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鎢燈絲掃描電鏡SEM3300

成功將20 kV分辨率提升至2.5 nm,比普通鎢燈絲電鏡提高了16%!

3 kV分辨率為4 nm,相比提高了2倍!

1 kV分辨率為5 nm,相比提高了3倍!

在所有電壓段均大幅度超越普通鎢燈絲電鏡

重新定義了鎢燈絲掃描電鏡的行業(yè)標準!

SEM3300實拍見真章

下面三張圖是不同電壓下標準金顆粒的實拍圖,每個顆粒大小在300 nm左右,邊緣銳利、細節(jié)豐富、高低分明。

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使用SEM3300拍攝的不同電壓下標準金顆粒的圖像

眾所周知,鋰電池中的隔膜材料導電性差、孔隙微小,必須用低電壓高分辨的場發(fā)射電鏡才能拍到較好的圖像。

圖a是常規(guī)鎢燈絲電鏡的拍攝效果,細節(jié)模糊不清晰。SEM3300在這一難題面前,毫不費力地完成任務,1 kV下隔膜孔隙清晰可見,孔洞邊緣銳利,足以勝任隔膜檢測(圖b)。

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圖a:常規(guī)鎢燈絲電鏡拍攝的鋰電池隔膜,細節(jié)模糊不清晰

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圖b:SEM3300拍攝的鋰電池隔膜,隔膜孔隙清晰可見,孔洞邊緣銳利

SEM3300國儀量子如何重新定義鎢燈絲掃描電鏡?

國儀量子電鏡研發(fā)團隊分析了限制鎢燈絲電鏡分辨率的主要因素:

鎢燈絲發(fā)射結構為陰極、柵極、陽極的3電極結構,在加速電壓較低時,燈絲亮度將受空間電荷效應和電子源像差等因素的影響而大幅降低。

在低著陸能量下,能散帶來的色差和衍射像差都很大,導致束斑偏大。

為了保證側向二次電子探測器的收集效率,工作距離比較大,物鏡放大倍數(shù)不夠大。

針對以上問題,國儀量子在鏡筒內(nèi)增加了一根從陽極直達物鏡極靴的10 kV高壓管,我們形象地稱之為高壓隧道。

這里以1 kV著陸能量為例進行分析:

在高壓隧道的上端:陰極與陽極之間形成11 kV的強電場,燈絲表面場強極高,大量熱電子克服空間電荷效應對束流亮度的限制,顯著地提高了束流亮度。

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在高壓隧道的另一端:管口與物鏡下極靴形成一個10 kV的減速場電透鏡,該電透鏡與磁透鏡形成復合物鏡,從而有效降低該復合物鏡球差系數(shù)和色差系數(shù)。

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此外,鏡筒內(nèi)的電子探測器可以在極短的工作距離下,收集大部分被加速的二次電子,具有高達90%的收集效率,相比傳統(tǒng)鎢燈絲的旁側ET探測器信號強度高出數(shù)倍。

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綜合以上所有創(chuàng)新舉措,SEM3300最終在全電壓范圍內(nèi)打破了數(shù)十年來鎢燈絲極限分辨率的天花板,重新定義鎢燈絲掃描電鏡。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內(nèi)容侵權或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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