超高分辨率場發(fā)射掃描電子顯微鏡JSM-7800F介紹

1、Copyright(C)JEOL Ltd., All Rights Reserved.超高分解能FE-SEMJSM-7800F紹介JEOL SEM application team超高分辨率FE 書式設定超高分辨率場發(fā)射掃描電子顯微鏡 JSM-7800F介紹Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.2JSM-7800FJSM-7800F的的特特長長Point.2超級混合式物鏡超級混合式物鏡 : SHL超高分超高分辨率辨率( (1.2nm1.2nm1kV1kV選配功能選配功能 0.8nm0.8nm 1kV1kV）最適合于觀察最適合于觀察磁性材料磁性

2、材料和和EBSDEBSD分析分析 ( (樣品附近沒有樣品附近沒有磁磁場泄漏場泄漏)Point.1浸沒式肖特基電子槍浸沒式肖特基電子槍大大電流電流( (200nA 15kV)200nA 15kV)、長時間穩(wěn)定長時間穩(wěn)定、長壽命長壽命 ( (發(fā)射體保證發(fā)射體保證3 3年年) )Point.3用用新型新型探測器過濾電探測器過濾電子子能量能量自由選擇來自樣品表面的信息自由選擇來自樣品表面的信息Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.3JSM-7800FJSM-7800F的的特特長長Point.2超級混合式物鏡超級混合式物鏡 : SHL超高分超高分辨率辨

3、率( (1.2nm1.2nm1kV1kV選配功能選配功能 0.8nm0.8nm 1kV1kV）最適合于觀察最適合于觀察磁性材料磁性材料和和EBSDEBSD分析分析 ( (樣品附近沒有樣品附近沒有磁磁場泄漏場泄漏)Point.1浸沒式肖特基電子槍浸沒式肖特基電子槍大大電流電流( (200nA 15kV)200nA 15kV)、長時間穩(wěn)定長時間穩(wěn)定、長長壽命壽命 ( (發(fā)射體保證發(fā)射體保證3 3年年)Point.3用用新型新型探測探測器器過濾電子能量過濾電子能量自由自由選擇來自樣品表面的信息選擇來自樣品表面的信息Point.1浸沒式肖特基電子槍浸沒式肖特基電子槍大大電流電流(200nA 15kV)

4、(200nA 15kV)、長時間穩(wěn)定長時間穩(wěn)定、長長壽命壽命 ( (發(fā)射體保證發(fā)射體保證3 3年年)Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.4電子槍和聚光鏡一體化電子槍和聚光鏡一體化能高效利用電子槍發(fā)出的電子能高效利用電子槍發(fā)出的電子傳統(tǒng)的電子槍傳統(tǒng)的電子槍浸沒式肖特基電子槍浸沒式肖特基電子槍浸沒式肖特基場發(fā)射電子槍浸沒式肖特基場發(fā)射電子槍電子槍電子槍透鏡磁場透鏡磁場聚光鏡聚光鏡電子束電子束電流量約電流量約1010倍倍Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.電子槍和聚光鏡一體化電子槍和聚光鏡一體

5、化能高效利用電子槍發(fā)出的電子能高效利用電子槍發(fā)出的電子傳統(tǒng)的電子槍傳統(tǒng)的電子槍浸沒式肖特基電子槍浸沒式肖特基電子槍電子槍電子槍透鏡磁場透鏡磁場聚光鏡聚光鏡電子束電子束電流量約電流量約1010倍倍5浸沒式肖特基場發(fā)射電子槍浸沒式肖特基場發(fā)射電子槍能高效率地利用電子束能高效率地利用電子束長壽命的發(fā)射體長壽命的發(fā)射體保證保證3 3年年JEOL Only探針電流是探針電流是傳統(tǒng)型的傳統(tǒng)型的1010倍以上倍以上因此最適合于因此最適合于EDSEDS分析分析等等JEOL OnlyCopyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.6用浸沒式肖特基場發(fā)射電子槍進行用浸沒式

6、肖特基場發(fā)射電子槍進行快速分析快速分析. 可進行高通量的可進行高通量的 EDSEDS分析分析. 可進行可進行高空高空間分辨率的間分辨率的EDSEDS分析分析應用實例應用實例Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.7應用實例應用實例1 1. . 高通量的高通量的EDSEDS分析分析測試時間測試時間6060秒秒（實時實時）JEOL Only彩色面分布彩色面分布樣品樣品: :貼片貼片電容電容截面截面測試測試倍率倍率：x10,000 x10,000加速加速電壓電壓：5kV5kV探針電流探針電流：50nA50nA用用定性定性圖譜的測試時間可進行圖譜的測試

7、時間可進行元素元素面分布面分布用用低加速低加速電壓可在電壓可在短短時間內進行時間內進行高空高空間分辨率的間分辨率的元素元素面分布測試面分布測試Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.8應用實例應用實例2 2. . 高空高空間分辨率的間分辨率的EDSEDS分析分析樣品樣品 ： IC IC 截截面面定量定量面分布面分布 ( (重量重量%)%)測試倍率測試倍率：x22,000 x22,000 加速電壓加速電壓：6 kV 6 kV 探針電流探針電流：8 8 nAnA能將能將N N和和TiTi分離獲取分離獲取元素元素面分布圖面分布圖Copyright (

8、C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.9應用實例應用實例2 2. . 高空高空間分辨率的間分辨率的EDSEDS分析分析樣品樣品 ： IC IC 截截面面定量定量面分布面分布 ( (重量重量%)%)測試倍率測試倍率：x22,000 x22,000 加速電壓加速電壓：6 kV 6 kV 探針電流探針電流：8 8 nAnA能將能將N N和和TiTi分離獲取分離獲取元素元素面分布圖面分布圖減少電流量減少電流量提高提高空空間分辨率，間分辨率，能能進行進行100100納米級清晰的面分布測試納米級清晰的面分布測試。能獲得能獲得數(shù)百數(shù)百納米的細微結構納米的細微結構的彩色面分布圖的

9、彩色面分布圖Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.10JSM-7800FJSM-7800F的特長的特長Point.2超級混合式物鏡超級混合式物鏡 : SHL: SHL超高分超高分辨率辨率(1kV 1.2nm(1kV 1.2nm選配功能選配功能0.8nm0.8nm 1kV 1kV ）最適合于最適合于磁性材料磁性材料的觀察和的觀察和EBSDEBSD分析分析 ( (樣品附近沒有磁場樣品附近沒有磁場) )Point.1浸沒式肖特基場發(fā)射電子槍浸沒式肖特基場發(fā)射電子槍大大電流電流( (200nA 15kV)200nA 15kV)、長時間穩(wěn)定長時間穩(wěn)定、

10、長長壽命壽命 ( (發(fā)射體保證發(fā)射體保證3 3年年) )Point.3用用新型新型探測器過濾電子能量探測器過濾電子能量自由自由選擇來自樣品表面的信息選擇來自樣品表面的信息Point.2超級混合式物鏡超級混合式物鏡 : SHL: SHL超高分超高分辨率辨率( (1kV 1.2nm1kV 1.2nm選配功能選配功能0.8nm0.8nm 1kV 1kV ）最適合于最適合于磁性材料磁性材料的觀察和的觀察和EBSDEBSD分析分析 ( (樣品附近沒有磁場樣品附近沒有磁場) )Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.11超級混合式物鏡超級混合式物鏡( (S

11、HLSHL) )Semi-in-lens物鏡物鏡Out-lens物鏡物鏡超級混合式物鏡超級混合式物鏡SHLSHL集中了集中了semi-in-lenssemi-in-lens和和out-lensout-lens兩者的長處兩者的長處是是JEOLJEOL獨獨自自研發(fā)的新型卓越透鏡研發(fā)的新型卓越透鏡Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.Semi-in-lens物鏡物鏡Out-lens物鏡物鏡12Semi-in-lensSemi-in-lens和和Out-lensOut-lens的不同和特長的不同和特長透鏡磁場透鏡磁場工作距離短工作距離短 擅長高分辨率

12、觀察擅長高分辨率觀察工作距離長擅長工作距離長擅長觀察磁性材料觀察磁性材料和和 EBSDEBSD分析分析工作距離短工作距離短透鏡磁場透鏡磁場工作距離長工作距離長超級混合式物鏡超級混合式物鏡超高分解超高分解率觀察率觀察最適合于最適合于磁性材料磁性材料的觀察和的觀察和EBSDEBSD分析分析Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.13穩(wěn)定度穩(wěn)定度 重現(xiàn)性重現(xiàn)性觀察絕觀察絕緣體緣體觀察觀察磁性磁性材料材料EBSDEDS/WDS低倍低倍率觀察率觀察低加速低加速分辨率分辨率高加速高加速分辨率分辨率semi-in-lensout-lens穩(wěn)定度穩(wěn)定度 重現(xiàn)性

13、重現(xiàn)性觀察絕觀察絕緣體緣體觀察觀察磁性磁性材料材料EBSDEDS/WDS低倍低倍率觀察率觀察低加速低加速分辨率分辨率高加速高加速分辨率分辨率semi-in-lenssemi-in-lens物鏡和物鏡和out-lensout-lens物鏡的功能評估物鏡的功能評估Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.穩(wěn)定度穩(wěn)定度 重現(xiàn)性重現(xiàn)性觀察絕觀察絕緣體緣體觀察觀察磁性磁性材料材料EBSDEDS/WDS低倍低倍率觀察率觀察低加速低加速分辨率分辨率高加速高加速分辨率分辨率semi-in-lensout-lens穩(wěn)定度穩(wěn)定度 重現(xiàn)性重現(xiàn)性觀察絕觀察絕緣體緣體觀察

14、觀察磁性磁性材料材料EBSDEDS/WDS低倍低倍率觀察率觀察低加速低加速分辨率分辨率高加速高加速分辨率分辨率14超級混合式物鏡超級混合式物鏡( (SHLSHL) )的功能評估的功能評估穩(wěn)定度穩(wěn)定度 重現(xiàn)重現(xiàn)性性觀察絕緣體觀察絕緣體觀察觀察磁性磁性材料材料EBSDEDS/WDS低倍低倍率觀察率觀察低加速低加速分辨率分辨率高加速高加速分辨率分辨率超級混合式物鏡超級混合式物鏡Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.1515SHL超高超高分辨率觀察分辨率觀察1. 碳上的鍍金顆粒碳上的鍍金顆粒2. 石墨烯石墨烯3. 鋰離子電池的隔膜鋰離子電池的隔膜4.

15、 藍光光盤藍光光盤應用實例應用實例Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.16極極低加速低加速電壓圖像電壓圖像 80 80 V VJSM-7800JSM-7800在在80V80V的電壓下也能觀察高品質的圖像的電壓下也能觀察高品質的圖像通過觀察樣品表面可以進行納米結構的分析通過觀察樣品表面可以進行納米結構的分析應用實例應用實例1 1. . 碳上的鍍金顆粒碳上的鍍金顆粒8 8萬倍萬倍1212萬倍萬倍JEOL OnlyCopyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.17在在高加速高加速電壓下呈電壓下呈“透明透

16、明”狀的樣品也能觀察其狀的樣品也能觀察其表面表面應用實例應用實例2 2. . 石墨烯石墨烯極極低加速低加速電壓圖像電壓圖像 80 80 V VCopyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.18應用實例應用實例3 3. . 鋰離子電池的隔膜鋰離子電池的隔膜加速加速電壓電壓 100100 V VCopyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.19應用實例應用實例4 4. . 藍色光盤藍色光盤 ( (記錄層記錄層)背散射電子為主背散射電子為主加速加速電壓電壓 ：1.5kV1.5kV工作距離工作距離( (WD)WD)

17、：2mm2mm過濾器電壓過濾器電壓：-1400V-1400V探測器探測器：UEDUEDCopyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.2020SHL最適合于最適合于磁性材料磁性材料和和EBSDEBSD分析的電子光學設計分析的電子光學設計1. 磁性磁性材料材料分析分析：Fe3O4 Fe3O4 納米顆粒集合體納米顆粒集合體2. EBSDEBSD晶體取向分析晶體取向分析：釹鐵硼釹鐵硼3. EBSDEBSD晶體取向分析晶體取向分析：碳鋼碳鋼應用實例應用實例Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.21應用實例應用

18、實例1 1. Fe. Fe3 3O O4 4 納米顆粒納米顆粒集集合體合體加速加速電壓電壓 : 1.0 : 1.0 keVkeV(GB)(GB)WD : 4.0 mm資料提供資料提供 : : 日本東北大學日本東北大學 多元多元物質物質科科學研究所學研究所阿尻雅文教授阿尻雅文教授 富樫富樫貴貴成成博士博士Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.22EBSDEBSD高精度高精度晶體取向分析晶體取向分析應用實例應用實例2.2.釹釹鐵硼鐵硼NDTD也適合于也適合于磁性材料磁性材料的的高精度高精度晶體取向分析晶體取向分析分析點分析點: 118585: 1

19、18585尺寸尺寸: : X Max: 80.00 X Max: 80.00 mm Y Y Max: 79.89 Max: 79.89 mm 步長步長: 0.25 : 0.25 mm相相: Nd2Fe14B: Nd2Fe14BCopyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.23應用實例應用實例3. 3. 碳鋼碳鋼 EBSDEBSD 圖像圖像10001000倍倍 ND ND方方向圖向圖像像10001000倍倍IQIQ（圖像質量）圖像（圖像質量）圖像也適合于也適合于磁性材料磁性材料的的高精度高精度晶體取向分析晶體取向分析加速加速電壓電壓：2020 kVkV

20、WDWD：20mm20mm探針電流探針電流：8 8 nAnA100100 nm nm 步長步長樣品樣品：碳鋼碳鋼（S25CS25C）直徑直徑：3232 mmmm高高度度：2020 mmmm樣品制備樣品制備：金剛石砂輪研磨金剛石砂輪研磨、膠體二氧化硅拋光膠體二氧化硅拋光Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.24利用利用LDFLDF（Large Depth of Focus modeLarge Depth of Focus mode）模式可以模式可以大大角度地角度地傾斜觀察，最傾斜觀察，最適合于合于EBSDEBSD分析分析。在傾斜在傾斜的樣品上的

21、樣品上容易聚焦容易聚焦加速加速電壓電壓：15.0 kV15.0 kVLDF模式 Large Depth of FocusJEOL OnlyCopyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.25LDFLDF模式的大面積模式的大面積EBSDEBSD分析分析3cm分析區(qū)域分析區(qū)域：7mm7mm21mm21mm倍率倍率：1212樣品傾斜樣品傾斜：7070分析點分析點：803400803400尺寸尺寸: : X X MaxMax： 7305.00 7305.00 m mY Y MaxMax： 2139521395.16 .16 m m 步長步長：15.0015.0

22、0 mm不用移動樣品臺不用移動樣品臺也能進行大面積的也能進行大面積的EBSDEBSD分析分析IQNDRDTDCopyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.26Point.2超級混合式物鏡超級混合式物鏡 : SHL: SHL超高分超高分辨率辨率( (1.2nm1.2nm1kV1kV選配功能選配功能0.8nm0.8nm 1kV1kV）最適合于觀察最適合于觀察磁性材料磁性材料和和EBSDEBSD分析分析 ( (樣品附近沒有樣品附近沒有磁磁場泄漏場泄漏) )Point.1浸沒式肖特基場發(fā)射電子槍浸沒式肖特基場發(fā)射電子槍大大電電流流(200nA 15kV)(2

23、00nA 15kV)、長時間穩(wěn)定長時間穩(wěn)定、長長壽命壽命 ( (發(fā)射體保證發(fā)射體保證3 3年年) )Point.3用用新型新型探測器過濾電子能量探測器過濾電子能量自由選擇來自樣品表面的信息自由選擇來自樣品表面的信息JSM-7800FJSM-7800F的特長的特長Point.3用用新型新型探測器過濾電子能量探測器過濾電子能量自由選擇來自樣品表面的信息自由選擇來自樣品表面的信息Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.27新型新型探測器系統(tǒng)探測器系統(tǒng)光闌角度控制透鏡光闌角度控制透鏡能量過濾器能量過濾器超級混合式物鏡超級混合式物鏡觀察樣品觀察樣品UED

24、高位探測器高位探測器USD高位二次電子探測器高位二次電子探測器BED可插拔可插拔式式背散射電子探測器背散射電子探測器LED低位探測器低位探測器Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.28通過通過新型新型探測器檢測樣品探測器檢測樣品樣品樣品：碳上的鍍金顆粒碳上的鍍金顆粒加速加速電壓電壓：3.0 kV3.0 kVWDWD：2.5mm2.5mmCopyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.29通過通過新型新型探測器檢測探測器檢測信號信號能量過濾器能量過濾器UED 高位探測器高位探測器過濾器電壓過濾器電壓：-

25、360V-360V信號信號二次二次電子電子表面形表面形貌貌成分成分信息信息晶體取向晶體取向大大角度角度背散射電背散射電子子由過濾器選擇由過濾器選擇Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.30信號信號二次二次電子電子表面表面形貌形貌邊緣效應邊緣效應信息信息USD USD 高位高位二次二次電子探測器電子探測器通過通過新型新型探測器檢測信號探測器檢測信號Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.31LED LED 低位探測器低位探測器信號信號短短WDWD: :背散射電子為主背散射電子為主信息信息表面表面

26、形貌形貌長長WDWD: :二次二次電子和極低電子和極低角度背散射電子混合角度背散射電子混合通過通過新型新型探測器檢測信號探測器檢測信號Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.32BED BED 可插拔式背散射電子探測器可插拔式背散射電子探測器信號信號成分成分形貌形貌信息信息晶體取向晶體取向背散射電子背散射電子通過通過新型新型探測器檢測探測器檢測信號信號Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.33可以同時觀察獲取四種可以同時觀察獲取四種畫像畫像USDBEDLEDUED過濾器電壓過濾器電壓：-360V-360V同同時進行觀察的實例時進行觀察的實例Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.34用用新型新型探測器選擇信息探測器選擇信息1. 催化劑催化劑：AuTiOAuTiO2 22. 石墨烯石墨烯應用實例應用實例Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.35UEDUSD1. 催化劑催化劑：AuTiOAuTiO2 2資料提供資料提供： F.SchthF.Schth教授教授Max-Planc