场发射扫描电镜介绍

场发射扫描电镜介绍当前第1页\共有45页\编于星期六\3点JapanElectronOpticsLaboratory日本電子光学研究所JEOL历史当前第2页\共有45页\编于星期六\3点分辨率:50埃1947年日本电子第一台透射电镜DA-1历史当前第3页\共有45页\编于星期六\3点捷欧路(北京)科贸有限公司北京上海广州武汉成都当前第4页\共有45页\编于星期六\3点JapanElectronOpticsLaboratorySEMTEMEPMAFIB日本电子株式会社-捷欧路(北京)科贸有限公司当前第5页\共有45页\编于星期六\3点电子光学产品的侧重点透射电镜：微区内部观察/结构与成分分析扫描电镜：微区表面观察和成份定性分析电子探针：微区表面成份准确定量分析http://欢迎光临网站当前第6页\共有45页\编于星期六\3点ApertureAngleOptimizingLensHighperformanceObjectiveLens1994 Semi-In-LensFESEM JSM-6320F2000 Semi-In-LensFESEM JSM-6700F1987 In-LensFESEM JSM-890JEOL扫描电镜的发展历史

WorldFirstSEMJSM-1In-LensDetector1974FESEM JFSM-301977CompactFESEM JSM-F71988 Multi-purposeFESEM JSM-840F2001 AnalyticalFESEM JSM-6500FConicalFEGColdFEGIn-LensThermalFEGJEOLhasbeentheleaderinSEMtechnologydevelopmentforalmost50years.Semi-In-lens2005

Energy-filter JSM-7500FGBmode2011

Hybridlens JSM-7800FTTLmode当前第7页\共有45页\编于星期六\3点JEOL扫描电镜序列场发射JSM-7800FJSM-7610FJSM-7500FJSM-7100F

钨灯丝JSM-IT300JSM-6510JSM-6010NewFEGW或LaB6当前第8页\共有45页\编于星期六\3点扫描电镜的简单原理光源聚光镜扫描线圈物镜物镜光阑样品SEdetector二次电子探测器：观察形貌

BSEdetector背散射电子探测器：观察构成

EDS能谱探测器：能量色散成分分析WDS能谱探测器：波长色散成分分析EBSD探测器：织构分析当前第9页\共有45页\编于星期六\3点

冷场发射JSM-7500F热场发射JSM-7100F低真空钨灯丝JSM-IT300LV分辨率1.0nm(15kV)1.2nm(15kV)3.0nm(15kV)1.5nm(1kV)3.0nm(1kV)20nm(1kV)最大束流~2nA200n

A

~1uA束流稳定度5%/12h需要Flash1%/24h;0.2%/h;1%工作温度300K1800K真空度10-8Pa10-7Pa10-4Pa能量发散度0.3-0.5eV0.6-0.9eV1.5eV-发射体寿命保证1年保证3年~较短发射体价格~US$1,500~US$20,000~US$20分析功能扩展性EDS/EBSP/WDS有限EDS方便EDS/EBSP/WDS方便EDS/EBSP/WDS侧重点高分辨图像观察多功能分析多功能分析三种类型光源性能比较2800K当前第10页\共有45页\编于星期六\3点光源和图像对比FEGW当前第11页\共有45页\编于星期六\3点

最近的一些新技术介绍物镜设计最佳光阑角控制器气锁交换GB模式能量过滤器当前第12页\共有45页\编于星期六\3点

物镜的不同设计当前第13页\共有45页\编于星期六\3点加速电压

:1.0KeV(GB)WD:4.0mm资料提供

:日本东北大学多元物质科学研究所阿尻雅文教授富樫贵成博士Out-Lens物镜—适合磁性样品当前第14页\共有45页\编于星期六\3点

最近的一些新技术介绍物镜设计最佳光阑角控制器气锁交换GB模式能量过滤器当前第15页\共有45页\编于星期六\3点大电流下的小束斑CondenserlensObjectivelensapertureApertureangle

optimizinglens

(ACL)Semi-inlens

objectivelensSpecimenJEOLHighPowerOpticsformsfineelectronprobeevenathighprobecurrentduetoApertureangleoptimizinglens.Conventionalopticssuffersfromlargeprobe

diameterwhenprobecurrentisincreased

forefficientanalysisworks.Clickthisillustrationtoshowthemovie.当前第16页\共有45页\编于星期六\3点200nA500pA5nA50pA碳膜上蒸金x50,00015kV1mm大电流下的小束斑（分辨率）当前第17页\共有45页\编于星期六\3点

最近的一些新技术介绍物镜设计最佳光阑角控制器气锁交换GB模式能量过滤器当前第18页\共有45页\编于星期六\3点气锁换样日本电子专利的一步式样品交换，方便快捷。样品室保持高真空，污染小。Clickthisillustrationtoshowthemovie.当前第19页\共有45页\编于星期六\3点气锁交换样品，样品室真空波动小，利用电子枪的长寿命。10-4PaAtmosphere样品插入样品室内真空压力气锁换样当前第20页\共有45页\编于星期六\3点

最近的一些新技术介绍物镜设计最佳光阑角控制器气锁交换GB模式能量过滤器当前第21页\共有45页\编于星期六\3点GentleBeam--GB模式TheGentleBeam(GB): 在电子束到达样品表面前减速

TheGentleBeam(GB):

减少充电效应TheGentleBeam(GB):

低电压下的高分辨率

样品表面激发的二次电子和背散射电子偏压样品当前第22页\共有45页\编于星期六\3点500V

withoutGB-mode300V

GB100V

GBSpecimen:PolymercrystalGB模式—抑制充电效应，提高分辨率当前第23页\共有45页\编于星期六\3点介孔硅（未喷金处理）GB模式—抑制充电效应，提高分辨率当前第24页\共有45页\编于星期六\3点

最近的一些新技术介绍物镜设计最佳光阑角控制器气锁交换GB模式能量过滤器当前第25页\共有45页\编于星期六\3点

EnergyofelectronNumberofelectronSEBSE能量过滤可以探测样品表面释放的所有或者部分电子能量过滤装置由一些静电场装置来组成Acceleratingvoltager能量过滤当前第26页\共有45页\编于星期六\3点ElectrodeSpecimenAccelerationelectrodeDecelerationelectrodeTheobjectivelensandr-filterObjectivelensElectrodeUpperdetectorr能量过滤组成当前第27页\共有45页\编于星期六\3点过滤模式探测电子探测信息标准Sb二次电子（SE）表面形貌SbSE+BSE（可调）表面形貌+成分标准Bs背散射电子（BSE）成分BsBSE+SE（可调）成分+表面形貌EVSE（可调）表面形貌r能量过滤r能量过滤—成像模式及信息当前第28页\共有45页\编于星期六\3点选择图像模式r-filterr能量过滤操作电子混合比例当前第29页\共有45页\编于星期六\3点GoldLabeledCells

SpecimencourtesyofDr.Hyatt,CSIRO,AustraliaSecondaryelectronimageSEModeBackscatteredelectronimage

SecondaryelectronimagewithSbModer能量过滤—成像模式及信息当前第30页\共有45页\编于星期六\3点SEBsBE样品:钛酸钡陶瓷

2kV6,000Xr能量过滤—成像模式及信息当前第31页\共有45页\编于星期六\3点在高加速电压下呈“透明”状的样品也能观察其表面石墨烯极低加速电压图像80V当前第32页\共有45页\编于星期六\3点空间尺寸15kV1.5mm5kV0.2mm分析区域的空间尺寸，不仅是束斑尺寸，还包括电子散射的区域。低加速电压下，散射区域明显缩小。Specimen:Al当前第33页\共有45页\编于星期六\3点RBEIWDSRTEDEDSLNTEDSEBSDLNT俯视图侧视图frontEBSD优化的样品室接口位置设计当前第34页\共有45页\编于星期六\3点高速元素Mapping(EDS)5kV,110nA,1minSpecimen:Meltingpot当前第35页\共有45页\编于星期六\3点测试时间60秒（实时）JEOLOnly彩色面分布样品:贴片电容截面测试倍率：x10,000加速电压：5kV探针电流：50nA用定性图谱的测试时间可进行元素面分布用低加速电压可在短时间内进行高空间分辨率的元素面分布测试高速元素Mapping(EDS)当前第36页\共有45页\编于星期六\3点EBSD高精度晶体取向分析NDTD也适合于磁性材料的高精度晶体取向分析分析点:118585尺寸:XMax:80.00μmYMax:79.89μm

步长:0.25μm相:Nd2Fe14B铁钕硼当前第37页\共有45页\编于星期六\3点日本电子场发射扫描电镜JSM-7500FJSM-7100FJSM-7610FJSM-7800F当前第38页\共有45页\编于星期六\3点JSM-7800FJSM-7500FJSM-7610FJSM-7100FLineUpofJEOLFESEM热场冷场热场热场FEG类型SuperhybridlensSemi-inlensSemi-inlensOut-lens物镜极低电压、极高分辨、极大束流

低电压、高分辨低电压、高分辨、极大束流高分辨、极大束流概念

0.8nm@15kv;1.2nm@1kv

>=0.01kVResolution

200nA(15KV)Max2nA200nA(15KV)200nA(15KV)束流VerygoodSlowchangeVerygoodVerygood稳定性0.5eV0.2eV0.5eV0.5eV能量发散度气锁换样高低位电子探测器标准配置

GB/r能量过滤探测器高低位电子探测器高低位电子探测器高低位电子探测器标准配置

标准配置

标准配置

标准配置

标准配置

标准配置

标准配置

1.0nm@15kv;1.4nm@1kv

>=0.1kV1.0nm@15kv;1.5nm@1kv

>=0.1kV1.2nm@15kv;3.0nm@1kv

>=0.5kV当前第39页\共有45页\编于星期六\3点1上海交通大学材料学院2成都电子科技大学3广州计量院4深圳比亚迪5华中科技大学6Nokia中国7南京师范大学8南京林业大学9开发晶照明（厦门）Kaistar10威海三角轮胎JSM-7100FJSM-7600FJSM-7800F1西安交通大学能动学院+SRBE+STEM2中科院地球化学研究所+SRBE3钢铁研究总院+SRBE+upper+STEM4中国科学院大连化物所+STEM5东莞SAE6吉林师范大学7重庆大学(3)8天津城建大学9西南大学10西安电子科技大学11北京大学深圳研究生院1北京工业大学+EDS+EBSD2西安交通大学+EDS3南京大学4江苏大学+EDS+WDS+EBSD5东北大学+EDS+EBSD6攀枝花钢铁集团公司+EDS+EBSD7香港大学8首都钢铁集团公司+EDS+WDS+EBSD9江苏省钢铁研究总院+EDS+WDS+EBSD10HK城