Термополевой электронно-зондовый микроанализатор JXA-8530F фирмы JEOL

JXA-8530F - электронно-зондовый микроанализатор с термополевым источником электронов (EPMA) для исследования поверхности производства компании JEOL (Япония)

 

JEOL Ltd. - мировой лидер в производстве и разработке сканирующих (растровых) электронных микроскопов (РЭМ), просвечивающих электронных микроскопов (ПЭМ), анализаторов поверхности (ОЖЕ микроанализаторы, фотоэлектронные спектрометры, электронно-зондовые микроанализаторы EPMA), системы с фокусированным ионным пучком, масс-спектрометров, спектрометров ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и систем электронно-лучевой литографии для производства полупроводниковых приборов.

 

Электронно-зондовый микроанализатор JXA-8530F Hyperprobe с термополевым источником электронов

 

JXA-8530F Hyperprobe – первый в мире электронно-зондовый микроанализатор с катодом Шоттки. Развитие приборной базы ЭЗМА идет по пути уменьшения области анализа (повышения локальности) и сейчас, с помощью JXA-8500F исследователи могут получать результаты, недоступные раньше.
 

В новом приборе были радикально улучшены вакуумная и электронно-оптическая системы. В результате зонд стал еще тоньше, а плотность тока выше, и это привело к тому, что повысилась локальность анализа и интенсивность сигнала, даже при низких ускоряющих напряжениях. Это также сделало анализ более эффективным, за меньшее время можно получить не только количественный анализ, но и карту распределения элементов высокого качества и т.д.
 

Таким образом, благодаря радикальному улучшению характеристик, расширяются области использования микрозонда, включая ранее недоступные, такие, как анализ наночастиц, точный количественный анализ низких концентраций элементов, в том числе легких, использование микрозонда в решении задач геохронологии и т.д. На колонну, в дополнение к волновым спектрометрам, можно установить один энергодисперсионный спектрометр, который позволяет качественный экспресс-анализ всего спектра (10-20 сек), а также количественный анализ основных элементов (60-150 сек), картирование по площади и вдоль линии.
 

Основные особенности этого прибора:
·  Улучшенные вакуумная система и система электронной оптики
·  Более высокое аналитическое разрешение при уменьшении
ускоряющего напряжения до 3-5 кВ
·  Разрешение во вторичных электронах 3нм
·  Ток зонда до 5 x 10-7А
·  Различные типы столиков для разных задач
·  Большой выбор волновых спектрометров и кристаллов-
анализаторов
·  Энергодисперсионный спектрометр
·  Улучшенная виброзащита
·  Минимальный шаг перемещения столика составляет 0,2 мкм (опция, в стандартном варианте 0.5 мкм).
·  Оптический микроскоп с цветной телекамерой позволяет наблюдать реальные цвета различных участков образца в оптическом диапазоне (увеличение до 400х).
·  Изображения в отраженных и вторичных электронах с увеличением от 40х до 300 000х.
·  Программное обеспечение для элементного и фазового картирования, количественного анализа методами ZAF, Phi-Rho-Z и Бенса-Олби, анализа частиц, тонких пленок, построения фазовых диаграмм тройных систем и для картирования состава криволинейных поверхностей.
·  Симулятор Монте Карло, для определения оптимальных условий анализа
·  Система автофокусировки (опция)

 

Основные технические характеристики JXA-8230:

Диапазон анализируемых элементов от 4(Ве) до 92(U)
Диапазон длин волн от 0,087 до 9,3 нм
Количество волновых спектрометров от 1 до 5
Энергодисперсионный спектрометр 1 (встроена безазотная система ЭД микроанализа)
Диапазон перемещения столика образцов по оси X и Y: 100 мм, 100 мм
Точность позиционирования образца 0,5 мкм
Максимальный размер образца 100 мм х 100 мм х 50 мм (В)
Анализируемая область 90 мм х 90 мм
Скорость сканирования столиком образцов 15 мм/сек
Ускоряющее напряжение От 1 до 30кВ (с шагом 0,1кВ)
Ток зонда

от 10-11А до 5х10-7А

Минимальный диаметр зонда

40нм (10кВ, 10-8А) 100нм (10кВ, 10-7А)

Разрешение во вторичных электронах

3 нм (на рабочем отрезке 11мм при 30кВ)

Изображение в отражённых электронах топографический и композиционный контраст
Увеличение в режиме сканирования от 40 до 300 000х

 

Основой прибора, на которой собирается весь прибор, является камера образцов с прецизионным гониометром, причем перемещение по осям X Y Z осуществляется мощными шаговыми двигателями, обладающими весьма большим ресурсом. Минимальный шаг перемещения составляет 0,2 мкм (опция, в стандартном исполнении – 0.5 мкм). Такой гониометр необходим для получения карт распределения элементов путем механического сканирования столика по растру относительно неподвижного электронного зонда. Это необходимо потому, что все волнодисперсионные спектрометры (ВДС) имеют вертикальную конфигурацию и очень малую область, из которой они могут регистрировать характеристическое рентгеновское излучение. Поэтому сканирование электронным зондом при работе с ВДС невозможно.

 

Наличие механического сканирования и накладывает весьма жесткие требования к точности позиционирования и ресурсу гониометра со столиком образцов, поскольку построение одной карты распределения занимает от нескольких минут до нескольких десятков минут ( в зависимости от условий измерения, шага сканирования, размера области сканирования и пр.). Для того, чтобы при механическом сканировании образца можно было регистрировать сразу несколько элементов, необходимо наличие нескольких волновых спектрометров (т.н. каналов) – от 2 до 5.

 

Кроме того, в модели JXA-8530F имеется встроенный энергодисперсионный спектрометр, который расширяет число каналов до 13. Таким образом, из каждой точки образца одновременно можно получить информацию от 1 до 13 (в зависимости от модели прибора и числа волновых каналов) элементов.

 

Другими важными составными частями микроанализатора являются электронно-оптическая колонна, формирующая очень стабильный по току и положению электронный зонд, оптический микроскоп с рефракционной параболической оптикой, коаксиальный и конфокальный с электронным зондом, оборудованный цветной телекамерой, волновые спектрометры, каждый из которых имеет от 2 до 4 кристалл-анализаторов, а также система управления и обработки информации на базе персонального компьютера и рабочей станции (последняя обрабатывает всю информацию, управляет перемещением образца при анализе, и пр.).

 

Оптический микроскоп позволяет визуализировать образцы с увеличением до х400 в оптическом диапазоне и наблюдать реальные цвета различных участков образца (поскольку изображение во вторичных электронах не несет информации о цвете).

 

Одной из самых важнейших характеристик является стабильность электронного зонда по положению и току. Стабильность по току обеспечивает точность микроанализа и составляет полторы десятых доли процента в течение одного часа. Это необходимо, поскольку при работе волновых спектрометров спектр накапливается последовательно, и колебания тока могут привести к такой же неточности при расчете концентрации элементов. В обычных растровых электронных микроскопах с аналитическим приставками таких жестких требований на электронный зонд не накладывается, поэтому на них нельзя получить точных данных микроанализа.

 

Микроанализаторы Hyperprobe фирмы JEOL оснащаются самым широким спектром программного обеспечения для всех пользователей и всех областей применения. В программы входят программы для элементного и фазового картирования, количественного анализа методами ZAF, фи-ро-зет и Бенса-Альби, программное обеспечение для построения фазовых диаграмм тройных систем и различные программы для картирования состава криволинейных поверхностей.

 

Последняя программа является новейшей разработкой, и позволяет, благодаря коррекции положения точки анализа на криволинейной поверхности по оси Z (по вертикали), например, получать карты распределения элементов на поверхности сферической формы. Ранее для микроанализа использовались только образцы с плоскими шлифами.

 

В модели Hyperprobe имеется большой выбор спектрометров. Так, имеются спектрометры на 2 и 4 кристалла (последние используются, как правило, в конфигурациях с количеством спектрометров от 1 до 3-4), а также спектрометра H-типа (H от слова High – высокий), имеющие повышенную чувствительность к микропримесям в образцах.

 

 

Пришлите нам запрос на интересующий Вас анализатор по электронной почте (info@eavangard-micro.ru, или по факсу +7 (495) 482 0674 для отдела оборудования для микроэлектроники и мы подготовим и направим Вам коммерческое предложение в кратчайшие сроки.