在某些fe - sem浸渍/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)的最高分辨率竞赛。实现终极空间分辨率的一种方法是使用磁性浸入透镜。以前,使用浸入式镜头使定位映射不可能。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。干扰有两个主要组成部分:

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

首先,菊池信号被缩小到距离扫描电镜光轴10毫米的区域。这种围绕光轴的电子包容意味着很少有分散的电子能达到标准EBSD探测器,它通常将其荧光屏放置在距离扫描电镜光轴大于15毫米的距离。轴上跆拳道技术支持OPTIMUS 2通过捕捉SEM光轴周围的菊池模式解决了这个问题。

其次,tkp中磁场的存在造成了严重的畸变,使精确的波段探测变得不可能。为了纠正扭曲和补偿tkp中的旋转和移动,我们开发了一个新的软件功能(正在申请专利),称为ESPRIT FIL TKD(全浸入式镜头TKD)。该特征易于标定,并充分集成在自动地图采集过程中精灵2软件

FIL TKD特征与轴上TKD特征的结合使得使用高端fe - sem在超高分辨率模式下(即在浸没镜头激活的情况下)进行精确的方向映射成为可能。

图1a:在磁场存在的情况下,使用轴上TKD几何获得的非校正透射菊池图(TKP)
图1b:使用FIL-TKD校正后的图1(左)中的TKP
图1c:与图1(中间)相比-从相同晶粒中获得的TKP,但没有磁场,即浸没透镜不活跃

在图2(*)所示的TKD结果中,可以清楚地看到HW和SW选项的这种独特组合的最终结果或好处。模式质量图(左)从质量上证明,激活浸入式镜头时,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方向图中,可以清晰地看到小于10nm的晶粒/特征。

图2:20 nm Au薄膜在无磁场条件下(即解析模式)和有磁场条件下(即超高分辨率模式)获得的同一区域的轴上TKD原始图(上)。使用相同的探头电流、加速电压、TKD检测器设置和步长3 nm的参数获得两幅图。标尺代表100纳米。方向图未进行数据清理。结果由丹麦DTU纳米实验室的Alice Da Silva Fanta提供。

(*)这里给出的结果应该定性地看待,而不是作为我们的TKD解决方案和/或特定品牌的sme的分辨率规范。相关SEMs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取决于模型和/或制造以及房间环境,如温度、地面振动、声学等。