Univerza Maribor
Iskanje

Advanced search

Rules

Only words with 2 or more characters are accepted
Max 200 chars total
Space is used to split words, "" can be used to search for a whole string (not indexed search then)
AND, OR and NOT are prefix words, overruling the default operator
+/|/- equals AND, OR and NOT as operators.
All search words are converted to lowercase.

SLO | ENG

FEI Quanta 200 3D

Okoljski vrstični elektronski mikroskop z volframovo katodo kot izvorom elektronov (nastanek elektronskega curka s toplotno emisijo).

Mikroskop ima ime »okoljski« ali oznako »ESEM«, ker omogoča delo pri različnih tlakih in pri 100 % vlažnosti. Z nastavitvijo tlaka v komori, dobimo pogoje za opazovanje različnih vzorcev.

Osnovne tehnične karakteristike:

  • izvir elektronov je volframova (W) elektroda, ki omogoča ločljivost:

    • 3,5 nm pri 30 kV (visoki vakuum)
    • 3,5 nm pri 30 kV (ESEM način) < 15 nm pri 3 kV (nizki vakuum);

  • pospeševalna napetost od 200 V do 30 kV;
  • povečave od 10 X do 300 000 X;
  • pet motoriziranih osi (x = 50 mm,y = 50 mm, z =  25 mm, nagib (-10 do 60 stopinj) in rotacija (n x 360 stopinj));
  • velikost komore, ki je opremljena z infrardečo kamero, je 379 mm od leve proti desni;
  • izvor curka ionov je tekoči kovinski galij;
  • ločljivost ionske puške je 10 nm pri 30 kV.

Tehnični podatki

Z elektronskim mikroskopom Quanta 200 3D so možni trije osnovni načini delovanja:

  • Visoki vakuum – omogoča opazovanje prevodnih vzorcev (npr. kovinskih vzorcev ali neprevodnih vzorcev, ki so prevlečeni s prevodno plastjo (Ag, C ali Au)).
  • Nizki vakuum – omogoča opazovanje prevodnih kot tudi neprevodnih vzorcev brez predhodne priprave (polimerni materiali, keramika, neprevodne površinske plasti, nekatere biološke in medicinske vzorce,…). Nizki vakuum prepreči električno nabijanje vzorca. Tlak lahko zvezno spreminjamo od 1 do 130 Pa.
  • Pri »ESEM« načinu je v komori pri nizkem vakuumu dodan plin, ki ima majhno energijo ionizacije in omogoča nastanek dodatnih »okoljskih« sekundarnih elektronov. Ti elektroni izboljšajo ločljivost, ki je pri nizkem vakuumu slabša kot pri visokem. Plin, ki se običajno dodaja v komoro, je vodna para.

Pri »ESEM« načinu lahko opazujemo vse vrste vzorcev (polimerni materiali, keramika, neprevodne površinske plasti, biološke in medicinske vzorce,…), posebno pa je pomemben za opazovanje vlažnih, mastnih in umazanih vzorcev, ter za opazovanje in-situ procesov (hidratizacija, raztapljanje…).

Zaradi različnih pogojev delovanja je v mikroskopu več  različnih detektorjev:

  • klasični Everthart-Thornley s fotopomnoževalko  (SEI) za opazovanje morfologije in drugih značilnosti  površine, zajema sekundarne elektrone v visokem  vakuumu;
  • z detektorjem za odbite elektrone (BSE) dobimo kontrast med področji vzorca z različno kemijsko sestavo (Z-kontrast).
  • za delo v nizkem vakuumu je primeren detektor  LF-GSED (Large Field Gaseous Secondary Electron Detector) in za ESEM način GSED (Gaseous SED).
  • z dodatno vgrajeno opremo v mikroskop (Peltier nosilec, žarilni nosilec s termoelementom ali zamrzovalna enota) je mogoče neposredno opazovanje in fotografiranje in-situ procesov. Neposredno opazovanje je omogočeno zaradi posebnega vakuumskega sistema, ki učinkovito odstranjuje produkte, ki nastajajo med procesom, in zaradi posebnih detektorjev za »okoljske« sekundarne elektrone.

Ionska puška

Standardna oprema mikroskopa Quanta 200 3D je ionska puška – FIB (Focused Ion Beam), s katero dobimo fokusiran snop primarnih ionov galija. Premer ionskega curka je zelo majhen – (npr. 6 nm pri toku 1 pA) in zaradi velike gostote ionov omogoča dobro kontrastno sliko.

Osnovne naloge ionske puške so:

  • jedkanje površine vzorca;
  • rezanje;
  • poliranje rezane površine;
  • vrisovanje raznih vzorcev;
  • izrezovanje vzorcev za TEM;

Omogoča tudi visoko ločljivo elektronsko sliko (zajemamo sekundarne elektrone, ki jih povzroči ionski snop). Z ionsko puško lahko obdelujemo vse vrste vzorcev (zelo trde – diamant, kovine, keramiko, kot tudi polimere, medicinske in biološke vzorce).

Hitrost jedkanja je odvisna od vzorca in toka ionov (Quanta 200 3D ima 12 stopenj – od 1pA do 20 nA).

Elektronske mikroskope opremljajo z ionskimi puškami šele v zadnjem času. Uporabnost ionske puške na različnih področjih je še predmet intenzivnih raziskav. Vsekakor pa nam omogoča pogled pod površino vzorca. Površina se zmerno kontaminira z Ga ioni, kar moramo upoštevati pri mikrokemični analizi.

Sistem za nanašanje platine

Nestandardna oprema na mikroskopu Quanta 200 3D je sistem za nanašanje platine. Nanos platine ima različne namene:

  • zaščiti površino pred poškodbami, ki bi nastale ob ionskem rezanju;
  • omogoča natančnejši rez;
  • zmanjša ali odpravi električno nabijanje neprevodnega vzorca;
  • omogoči prevodne povezave med elementi (polprevodniška industrija);
  • omogoča izdelavo 3D-oblik mikronske velikosti;