某些fe - sem在浸泡/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扫描电子显微镜(SEM)的最高分辨率的竞赛。实现最终空间分辨率的一种方法是使用磁浸没透镜。以前,使用浸没透镜使方向映射成为不可能。这是因为透镜产生的磁场干扰了透射菊池模式(Transmission Kikuchi Pattern, TKP)采集和分析过程。干扰有两个主要成分:

  • 散射的电子被限制在SEM光轴周围的一个狭窄空间内(见下面的TKP“带场”)。
  • 菊地图案被磁场扭曲、旋转和移位。

首先,菊地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含意味着很少有散射电子能达到标准EBSD探测器,其荧光屏通常放置在距离SEM光轴大于15毫米的距离。轴上跆拳道技术支持OPTIMUS 2通过从SEM光轴周围捕获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失真,使得精确的波段探测成为不可能。为了纠正扭曲和补偿旋转和移位的TKPs,我们已经开发了一个新的软件功能(正在申请专利)称为ESPRIT FIL TKD(全浸式镜头TKD)。该特征易于校准,并已完全集成在自动地图采集过程中精灵2软件

将FIL TKD特性与轴上TKD特性相结合,使得使用高端fe - sem在超高分辨率模式下进行精确的方位映射成为可能。

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模式(TKP)
图1b: Fig.1(左)中使用FIL-TKD校正后的TKP
图1c:与图1(中)- TKP相比,TKP来自于相同晶粒,但没有磁场,即没有浸泡透镜

在图2(*)所示的TKD结果中,可以清楚地看到这种独特的软硬件组合的最终结果或好处。模式质量图(左)定性地表明,激活浸入式镜头(更清晰的特征)时,物理空间分辨率要高得多。在浸液透镜的定向图中可以清晰地看到大于10 nm的晶粒/特征。

图2:在没有磁场(即解析模式)(上)和有磁场(即超高分辨率模式)(下)的20 nm Au薄膜中获得的同一区域的轴上TKD原始图。两幅图均采用相同的探针电流、加速电压、TKD探测器设置和3 nm步长参数获得。比例尺代表100纳米。没有对方向图进行数据清理。结果由丹麦DTU Nanolab的Alice Da Silva Fanta提供。

(*)这里提出的结果应该被定性地看待,而不是作为我们的TKD解决方案和/或某一品牌的sem的分辨率规范。相关sem的浸入和非浸入模式在TKD地图分辨率和索引质量上的差异可能会因模型和/或制造以及房间环境(如温度、地面振动、声学等)而有所不同。