เจม-Z200MF
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบไร้สนามแม่เหล็ก

JEM-Z200MF เป็นกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่มีเลนส์วัตถุปลอดสนามแม่เหล็ก ซึ่งช่วยให้สามารถสังเกตภาพที่มีความละเอียดสูงได้โดยไม่ต้องใช้สนามแม่เหล็กแรงๆ กับตัวอย่าง เมื่อใช้ร่วมกับตัวแก้ไขความคลาดเคลื่อนลำดับสูง จะทำให้สามารถถ่ายภาพด้วยความละเอียดระดับอะตอมได้

คุณสมบัติ

เลนส์วัตถุปลอดสนามแม่เหล็ก

เลนส์วัตถุ JEM-Z200MF ประกอบด้วยเลนส์ XNUMX ตัว (FOL/BOL) ซึ่งอยู่เหนือและใต้ตัวอย่าง สนามแม่เหล็กของเลนส์ XNUMX ตัวนี้จะถูกหักล้างที่ระนาบตัวอย่าง ทำให้เกิดเลนส์วัตถุที่มีสภาพแวดล้อมที่ไม่มีสนามแม่เหล็กและระยะโฟกัสสั้น ระยะโฟกัสสั้นทำให้ความคลาดสีต่ำและมีความเสถียรโดยรวมสูง เมื่อใช้ร่วมกับตัวแก้ไขความคลาดสีลำดับสูง จะทำให้สามารถสร้างภาพที่มีความละเอียดระดับอะตอมได้ สนามแม่เหล็กในทิศทาง Z สามารถนำมาใช้กับตัวอย่างได้โดยใช้คอยล์ในตัวที่อยู่รอบๆ เลนส์

คอร์เรคเตอร์คู่

JEM-Z200MF ได้รับการกำหนดค่าด้วยระบบแก้ไขภาพแบบคู่ที่ด้านการส่องสว่างและด้านการสร้างภาพ ช่วยให้สามารถสร้างภาพ STEM และ TEM ที่มีความละเอียดสูงได้

ระบบส่องสว่าง

ตัวแก้ไข STEM สามารถทำงานได้ 2 โหมด โหมดหนึ่งเหมาะสำหรับการสังเกตความละเอียดสูง และอีกโหมดหนึ่งเหมาะสำหรับการตรวจสอบ DPC ที่มีความไวสูง

โหมดมุมบรรจบกันขนาดใหญ่

เหมาะสำหรับการสังเกตการณ์ความละเอียดสูง

200 กิโลโวลต์、MHRP

มุมบรรจบกัน:
20 มเรเดียน (กึ่งมุม)
(พร้อมรูรับแสง CL 40 μm)

โหมดมุมบรรจบกันขนาดเล็ก

เหมาะสำหรับการสังเกตการณ์ STEM ของ DPC

200 กิโลโวลต์、MHRP

มุมบรรจบกัน:
1.0 มเรเดียน (กึ่งมุม)
(พร้อมรูรับแสง CL 10 μm)

ระบบการถ่ายภาพ

ด้วย JEM-Z200MF ตอนนี้คุณสามารถสลับระหว่างโหมด CV(:Conventional) สำหรับการสังเกตการณ์สนามมืด/โหมด HR(:High-resolution) ได้โดยการกดปุ่มเพียงปุ่มเดียว

ข้อบ่งชี้จำเพาะ

* MHRP : ขั้วรับสายแบบความละเอียดสูง MWGP : ขั้วรับสายแบบช่องว่างกว้าง ปราศจากสนามแม่เหล็ก

ดาวน์โหลดแคตตาล็อก

กรุณาติดต่อสำนักงานท้องถิ่นแห่งใดก็ได้ 

การใช้งาน

การแสดงภาพการกระจายตัวของสนามไฟฟ้า/แม่เหล็กในระดับอะตอม

การถ่ายภาพแบบคอนทราสต์เฟสต่างกัน (DPC)

สามารถมองเห็นสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กได้โดยใช้วิธี DPC-STEM ซึ่งวัดการเบี่ยงเบนเล็กน้อยของอิเล็กตรอนบนลำแสงอันเนื่องมาจากสนามภายในตัวอย่างด้วยเครื่องตรวจจับแบบแบ่งส่วนหรือแบบพิกเซล

หลักการของ DPC-STEM

ภาพ ADF STEM

ภาพ DPC STEM

การสังเกตการกระจายตัวของสนามแม่เหล็ก (อุณหภูมิห้อง) ของเฮมาไทต์ต้านแม่เหล็กที่ความละเอียดระดับอะตอมโดยใช้ DPC STEM
ความสมมาตรของผลึกเฮมาไทต์ถูกนำมาใช้เพื่อลบข้อมูลเกี่ยวกับสนามไฟฟ้า และการกระจายของสนามแม่เหล็กถูกทำให้มองเห็นได้โดยการเฉลี่ยจากเซลล์ยูนิตทั้งหมด สีต่างๆ บ่งชี้ทิศทางและความแรงของสนามแม่เหล็ก
Y. Kohno และคณะ ธรรมชาติ 602, 234 (พ.ศ. 2022)

การลดเอฟเฟกต์คอนทราสต์การเลี้ยวเบนใน DPC-STEM

ระบบ Tilt-Scan

JEM-Z200MF มาพร้อมระบบเบี่ยงเบนลำแสงเฉพาะ ทำให้สามารถเปลี่ยนมุมตกกระทบของลำแสงอิเล็กตรอนได้ การถ่ายภาพ DPC STEM หลายภาพด้วยมุมตกกระทบที่แตกต่างกัน แล้วซ้อนภาพแต่ละภาพเข้าด้วยกัน จะช่วยลดผลกระทบของคอนทราสต์จากการเลี้ยวเบนแสงดังที่แสดงด้านล่าง (การสแกนเอียงเฉลี่ย DPC STEM, tDPC-STEM)

หลักการของ tDPC-STEM

ปิดการสแกนเอียง

การสแกนเอียงเปิดอยู่

การเปรียบเทียบภาพ DPC TEM ของ Nd₂Fe₁₄B ที่มีและไม่มีการใช้ระบบ Tilt-Scan
ภาพเหล่านี้ถูกสังเกตตามแกนของการสร้างแม่เหล็กอย่างง่าย ลูกศรในภาพแสดงตำแหน่งของผนังโดเมน
การใช้ระบบ Tilt-Scan ช่วยลดความแตกต่างของการเลี้ยวเบนแสงที่เกิดจากการตกตะกอนได้อย่างมาก และสามารถสังเกตเห็นขอบของผนังโดเมนได้อย่างชัดเจน

รูปภาพ

STEM ความละเอียดสูง

การผสมผสานเลนส์วัตถุที่ปราศจากสนามแม่เหล็กกับระบบแก้ไขภาพคู่ด้านโพรบทำให้สามารถตรวจจับ STEM ได้ด้วยความละเอียดระดับอะตอมภายใต้สภาวะที่ปราศจากสนามแม่เหล็ก โหมดมุมการบรรจบขนาดใหญ่ทำให้สามารถสังเกต STEM ได้ด้วยความละเอียดเชิงพื้นที่สูงในระดับ 0.1 นาโนเมตร

ภาพ HAADF STEM ของขอบเกรนเอียงสมมาตร Σ9 {221} ของไบคริสตัล Fe-3mass%Si ภาพขยายแสดงภาพเฉลี่ยของเซลล์ยูนิตของขอบเกรน โดยการแก้ไขความคลาดทรงกลมของระบบส่องสว่าง ทำให้สามารถสังเกตขอบเกรน Fe ได้
T. Seki et. al, โครงสร้างอะตอมของขอบเกรนที่ไม่สมดุล
การสื่อสารธรรมชาติ 14, 7806 (2023) รูปที่ 1

แม่เหล็กนีโอไดเมียมเหล็กโบรอน (Nd₂Fe₁₄B) ภาพ HAADF-STEM ความละเอียดสูงที่ถ่ายตามทิศทาง [001] และรูปแบบ FFT ที่สอดคล้องกัน
วงกลมสีส้มที่แสดงนั้นสอดคล้องกับการถ่ายโอนข้อมูลที่ 1Å ภาพ STEM ถูกสร้างขึ้นจากการรวมภาพที่มีการชดเชยการดริฟต์จำนวน 30 ภาพ

TEM ความละเอียดสูงในโหมด HR

โหมด HR ช่วยให้สามารถสังเกต TEM ได้ด้วยการขยายภาพที่สูงขึ้นภายใต้สภาวะที่ไม่มีสนามแม่เหล็ก เมื่อใช้ร่วมกับตัวแก้ไขความคลาดทรงกลมด้านภาพ จะสามารถได้ภาพ TEM ที่แยกความแตกต่างของโครงตาข่ายอะตอมได้

ภาพ TEM ความละเอียดสูงของอนุภาคนาโนแมกนีไทต์ (Fe₃O₄).
การแก้ไขความคลาดทรงกลมของเลนส์วัตถุจะช่วยให้ศึกษาการจัดเรียงอะตอมของอนุภาคแม่เหล็กได้

ภาพ TEM แบบสนามสว่างและมืดในโหมด CV

JEM-Z200MF ช่วยให้เชื่อมโยงคุณสมบัติทางกายภาพและโครงสร้างแม่เหล็กได้อย่างง่ายดาย ในโหมด CV ระนาบการเลี้ยวเบนจะจัดตำแหน่งให้ตรงกับระนาบรูรับแสงเป้าหมาย ช่วยให้เลือกคุณสมบัติการเลี้ยวเบนได้ง่ายเพื่อสร้างภาพสนามสว่างและสนามมืดของวัสดุแม่เหล็ก

ภาพสนามสว่างและสนามมืดของการเคลื่อนตัวในตัวอย่างเหล็กบริสุทธิ์
การเคลื่อนตัวเกิดขึ้นโดยการทำให้ตัวอย่างเสียรูป 5% ที่อุณหภูมิไนโตรเจนเหลว
วงกลมสีเหลืองระบุตำแหน่งของช่องรับแสงเป้าหมาย ทิศทางตกกระทบ: ใกล้ <001>
ข้อมูลโดย: ศาสตราจารย์คาซึโตะ อาราคาวะ มหาวิทยาลัยชิมาเนะ

วิธี Lorentz-TEM / Fresnel

เมื่อใช้ TEM กับเลนส์วัตถุแบบธรรมดา จำเป็นต้องปิดเลนส์วัตถุเพื่อสังเกตโครงสร้างโดเมนแม่เหล็ก ด้วย JEM-Z200MF โดเมนแม่เหล็กจะถูกสังเกตได้ง่ายเมื่อเลนส์วัตถุถูกกระตุ้นตามปกติ

ภาพไม่ชัด / ค่าเบลอ -800 μm

การสังเกตโดเมนแม่เหล็กในฟิล์มบางเพอร์มัลลอย (Fe₂₂Ni₇₈) โดยใช้วิธีเฟรสเนล
ลูกศรสีดำและสีขาวระบุตำแหน่งของกำแพงโดเมน
รูปที่ 1 สถานะคงเหลือของฟิล์มบางเพอร์มัลลอย
รูปที่ bd โดยใช้ขดลวดสร้างสนามแม่เหล็กซึ่งอยู่รอบเลนส์วัตถุ สนามแม่เหล็กภายนอกจะถูกนำมาใช้ตามแกน Z
ตัวอย่างโดย: ดร. ทาคูมิ ซันโนมิยะ สถาบันเทคโนโลยีแห่งโตเกียว

ลิงค์ที่เกี่ยวข้อง

“การสังเกตโดยตรงของสนามไฟฟ้าเหนี่ยวนำจากประจุอวกาศที่ขอบเกรนออกไซด์”
ซาโตโกะ โทยามะ, ทาเคฮิโตะ เซกิ, บิน เฟิง, ยูอิจิ อิคุฮาระ และ นาโอยะ ชิบาตะ
Nature Communications เล่มที่ 15, หมายเลขบทความ: 8704 (2024)

“โครงสร้างอะตอมของขอบเกรนที่ไม่สมดุล”
ทาเคฮิโตะ เซกิ, โทชิฮิโระ ฟุตาซึกะ, โนบุซาโตะ โมริชิเงะ, เรียว มัตสึบาระ, ยูอิจิ อิคุฮาระ และ นาโอยะ ชิบาตะ
Nature Communications เล่มที่ 14, หมายเลขบทความ: 7806 (2023)

“การสังเกตพื้นที่จริงของก๊าซอิเล็กตรอนสองมิติที่เฮเทอโรอินเทอร์เฟซของเซมิคอนดักเตอร์”
ซาโตโกะ โทยามะ, ทาเคฮิโตะ เซกิ, ยูยะ คานิทานิ, โยชิฮิโระ คุโดะ, ชิเกทากะ โทมิยะ, ยูอิจิ อิคุฮาระ และ นาโอยะ ชิบาตะ
เนเจอร์ นาโนเทคโนโลยี เล่มที่ 18 หน้า 521–528 (2023)

“การสร้างภาพพื้นที่จริงของสนามแม่เหล็กภายในของแอนติเฟอร์โรแมกเน็ต”
ยูจิ โคโนะ, ทาเคฮิโตะ เซกิ, สก็อตต์ ดี. ฟินด์เลย์, ยูอิจิ อิคุฮาระ และ นาโอยะ ชิบาตะ
ธรรมชาติ เล่มที่ 602 หน้า 234–239 (2022)

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนความละเอียดระดับอะตอมในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีสนามแม่เหล็ก
เอ็น. ชิบาตะ, วาย. โคโน, เอ. นากามูระ, เอส. โมริชิตะ, ที. เซกิ, เอ. คุมาโมโตะ, เอช. ซาวาดะ, ที. มัตสึโมโตะ, เอสดี ฟินด์เลย์ & วาย. อิคุฮาระ
Nature Communications เล่มที่ 10, หมายเลขบทความ: 2308 (2019)

ข้อมูลเพิ่มเติม