ARM200F แบบเอกรงค์

โมโนโครเมเตอร์แบบฟิลเตอร์คู่สำหรับ JEM-ARM200F ได้รับการพัฒนาขึ้นใหม่เพื่อให้เกิดการวิเคราะห์ EELS ที่มีความละเอียดพลังงานสูงเป็นพิเศษในระดับอะตอม

คุณสมบัติ

องค์ประกอบ

Double Wien-filter "ระบบ Spot-IN และ Spot-Out"

ฟิลเตอร์ Wien ที่ 1 และเลนส์ไฟฟ้าสถิตให้การโฟกัสด้วยการกระจายพลังงาน 12.3 µm/eV ที่ระนาบร่อง ที่ระนาบนี้ ลำอิเล็กตรอนจะถูกทำสีเดียวโดยสอดช่องที่มีความกว้างหลายขนาดตั้งแต่ไม่กี่ไมครอนไปจนถึงไมครอนย่อย ตัวกรอง Wien ตัวที่ 2 ยกเลิกการกระจายพลังงานและสร้างโฟกัสที่ไม่มีสีและตีตราที่ระนาบทางออก ส่งผลให้มีโพรบกลมบนระนาบของชิ้นงานทดสอบ ดังนั้น เนื่องจากสปอตบีมจากแหล่งกำเนิด Schottky กลายเป็นจุดที่ทางออกอีกครั้งหลังจากโมโนโครม เราจึงตั้งชื่อระบบโมโนโครเมเตอร์นี้ว่า "ระบบ Spot-IN และ Spot-OUT"

Octopole Wien-filter ที่พิถีพิถัน

ตัวกรอง Octopole Wien ที่ซับซ้อนจะสร้างสนามไดโพลที่เป็นเนื้อเดียวกันโดยไม่มีสนามเฮกซาโพลที่ไม่ต้องการจากความไม่เท่ากันของสนามไดโพล

จัดเรียงระหว่างแหล่ง Schottky และคันเร่ง

ด้วยการตั้งค่าโมโนโครเมเตอร์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าจะทำงานได้กับแรงดันไฟฟ้าที่เร่งความเร็วทุกระดับ เนื่องจากตัวเร่งความเร็วตั้งอยู่หลังโมโนโครเมเตอร์และศักย์แกนของโมโนโครมจะคงที่

มูไค เอ็ม และคณะ: (2014) , อัลตร้าไมโครสโคป 140:-37 43

ความละเอียดพลังงาน

มีร่องกว้างหลายขนาดที่ 60 kV และ 200 kV

(0.002 วินาที และ 0.1 วินาที การได้มา)

ด้วยการซื้อหลายครั้ง (ร่องผ่า 0.25 μm)

สเปกตรัมการสูญเสียศูนย์ (ΔE: 14meV @ 30kV, 2ms)

ตารางแสดงความละเอียดของพลังงานโดยกรีดที่มีความกว้างต่างกันที่ 60 kV และ 200 kV ได้สเปกตรัมการสูญเสียเป็นศูนย์ด้วยเวลาการได้มาที่ 0.002 วินาที และ 0.1 วินาที ความละเอียดด้านพลังงานขั้นสุดยอดที่ 24 meV สำหรับ 60 kV และ 30 meV สำหรับ 200 kV โดยได้รับ 0.002 วินาทีโดยมีสลิต 0.1 µm ความละเอียดของพลังงานที่มี 0.1 วินาทีและ 0.002 วินาทีในการได้มาซึ่งแสดงความละเอียดพลังงานที่ลดลงเพียงเล็กน้อย ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเสถียรภาพทางไฟฟ้าและทางกลของโมโนโครมนั้นดี

รูปแสดงโปรไฟล์ความเข้มของสเปกตรัมการสูญเสียเป็นศูนย์ที่ได้รับจากการได้มา 0.002 วินาทีที่ 30 kV ซึ่งแสดงความละเอียดพลังงาน 14 meV

ความละเอียดเชิงพื้นที่

ภาพดิบ HAADF-STEM ของ Si [110] และการแปลงฟูเรียร์ด้วยความกว้างของพลังงานที่แตกต่างกันที่ 200 kV และ 60 kV แม้ว่าการสูญเสียกระแสจะหลีกเลี่ยงไม่ได้โดยรอยแยก แต่การเปรียบเทียบนี้แสดงให้เห็นว่าความละเอียดของโครงข่ายใน STEM ไม่ได้รับผลกระทบจากโมโนโครม ทั้งสเปกตรัมกำลังบนร่อง4μmและ0.25μmแสดงความละเอียด isotropic ดังนั้น ด้วยโมโนโครเมเตอร์ที่มีระบบกรอง Wien แบบคู่ โพรบอิเล็กตรอนแบบโมโนโครมแบบกลมสามารถเข้าถึงได้ด้วยความละเอียดของอะตอมที่ความละเอียดด้านพลังงานใดๆ เนื่องจาก "ระบบ Spot-IN และ Spot-OUT"

แอปพลิเคชั่น 1 ฟอนอนของ hBN

สเปกตรัมการสั่นของโฟนอนออปติคัลจาก Hexagonal BN ΔE: 20meV @ 30kV

แผนที่ EELS แบบสูญเสียต่ำของโบรอนไนไตรด์หกเหลี่ยม (h-BN) ที่มีหัววัดสีเดียวโดยใช้ร่องขนาด 0.1 μm ขนาดโพรบ = 1 นาโนเมตร กระแสโพรบ = 10 pA เวลารับสำหรับแต่ละพิกเซล = 0.3 วินาที (a) แสดงภาพ ADF-STEM พื้นที่การทำแผนที่ (b) แสดงสเปกตรัมการสูญเสียต่ำที่ดึงออกมาจากขอบของชิ้นงานทดสอบที่ระบุด้วยกรอบสี่เหลี่ยมสีเหลืองในรูปที่ (a) สเปกตรัมนี้วัดด้วย ΔE = 22 meV แสดงพีคที่สอดคล้องกับโฟนอนออปติคัลที่ 170 meV (c) แสดงแผนที่ EELS ที่พลังงานโฟนอน ความเข้มของโฟนอนถูกแยกออกจากพื้นที่ที่พื้นที่สุญญากาศ > 100 นาโนเมตรเกินขอบตัวอย่างเนื่องจากการดีโลคัลไลเซชันของการกระเจิงแบบไม่ยืดหยุ่นของอิเล็กตรอน

แอปพลิเคชัน 2 เรโซแนนซ์พลาสมอนพื้นผิว

เรโซแนนซ์พลาสมอนพื้นผิว (แท่งนาโนทองคำ) ΔE: 30meV @ 60kV

ผลลัพธ์ของแผนที่ EELS เพื่อให้ได้พื้นผิวพลาสมอนเรโซแนนซ์โดยใช้แท่งนาโนทองคำ บันทึกที่ 60 kV ด้วยการกระจายพลังงาน 30 meV กระแสโพรบคือ 75 pA และเวลาในการรับต่อพิกเซลคือ 0.15 วินาที

(a) HAADF (b) สเปกตรัมการสูญเสียต่ำที่ดึงมาจาก data cube ของการสร้างภาพสเปกตรัม (c) EELS map ที่มีความกว้าง 0.1 eV

การประยุกต์ใช้3 สเปกตรัมการสั่นของโมเลกุล

สเปกตรัมการสั่นของ CH ที่ยืดจากของเหลวไอออนิก ΔE: 30meV @ 60kV

(ก) โครงสร้างของของเหลวไอออนิก C₂mim-TFSI ซึ่งประกอบด้วย [C₂ฉัน⁺] ไอออนบวกและ [TFSI^-] แอนไอออน
(b) สเปกตรัม EEL, สเปกตรัมอินฟราเรดที่คำนวณและทดลองด้วยสเกลพลังงาน

ตัวอย่างมารยาทของ Dr. Mizoguchi, The University of Tokyo

ต. มิยาตะ และคณะ: (2014) ในกล้องจุลทรรศน์.

รูปภาพ

Movie

ใช้งานง่าย Monochrometor "การตั้งค่าและเปลี่ยนความละเอียดพลังงาน"

ข้อมูลเพิ่มเติม