在某些fe - sem的浸泡/UHR模式下实现纳米级TKD映射

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最近纳米技术的大规模应用引发了一场扫描电子显微镜(SEM)最高分辨率的竞赛。实现最终空间分辨率的一种方法是使用磁浸没透镜。在此之前,使用浸没式镜头使得定位不可能。这是因为透镜产生的磁场干扰了传输菊池图(TKP)的收集和分析过程。干扰有两个主要部分:

  • 散射电子被限制在扫描电镜光轴周围的狭窄空间内(见下面“带场”的TKP)。
  • 菊池图案被磁场扭曲、旋转和移动。

首先,Kikuchi信号被缩小到一个从SEM光轴扩展到10毫米的区域。这种围绕光轴的电子包围意味着很少有散射电子能达到标准EBSD探测器,通常将其荧光屏放置在距离SEM光轴大于15毫米的地方。轴上跆拳道技术由OPTIMUS 2通过从扫描电镜光轴周围捕捉菊池图案来解决这个问题。

其次,tkp中磁场的存在造成了严重的扭曲,使得不可能进行精确的波段探测。为了纠正扭曲并补偿tkp中的旋转和移位,我们开发了一种新的软件功能(正在申请专利),称为ESPRIT FIL TKD(全浸入镜头TKD)。该特征易于校准,并已充分集成在自动地图采集过程中精灵2软件

将FIL TKD特征与轴上TKD相结合,可以在超高分辨率模式下使用高端fe - sem进行精确的方向映射,即在浸没镜头激活的情况下。

图1a:在磁场存在的情况下,使用轴上TKD几何结构获得的非校正传输菊池图(TKP)
图1b: Fig.1(左)经FIL-TKD校正后的TKP
图1c:与图1(中)相比,从相同颗粒中获得的TKP,但没有磁场,即浸泡透镜是不活动的

图2(*)所示的TKD结果清楚地显示了这种HW和SW选项的独特组合的最终结果或好处。模式质量图(左)定性地表明,激活浸泡镜头时,物理空间分辨率要好得多(更清晰的特征)。在浸没透镜激活时获得的定向图中,可以清楚地看到小于10 nm的晶粒/特征。

图2:从无磁场的20 nm Au薄膜(即解析模式)和有磁场的超高分辨率模式(即超高分辨率模式)中获得的同一区域的原始轴上TKD图(上)。两幅图都是使用相同的探针电流、加速电压、TKD探测器设置和3 nm步长参数获得的。标尺代表100 nm。没有对方向图应用数据清洗。结果由丹麦DTU纳米实验室的Alice Da Silva Fanta提供。

(*)此处提供的结果应定性地看待,而不是作为我们的TKD解决方案和/或某个品牌的sem的分辨率规格。相关sem的浸入式和非浸入式模式在TKD地图分辨率和索引质量上的差异可能因模型和/或制造商以及房间环境而异,例如温度、地面振动、声学等。