Просвечивающий микроскоп JEOL JEM-ARM300F

JEM-ARM300F – новейший просвечивающий электронный микроскоп компании JEOL, обладающий высочайшим разрешением и стабильностью. Встроенные додекапольные корректоры сферических аберраций (Cs-корректоры) производства JEOL, наличие ПРЭМ-режима и возможность оснащения дополнительными приставками делают этот микроскоп поистине универсальным.

Источником электронов в JEM-ARM300F служит сверхстабильная пушка HyperCF300 с «холодным» (автоэмиссионным) катодом. При использовании высокоуглового кольцевого детектора темного поля (STEM-HAADF) прибор позволяет получать разрешение 50 пикометров. Энергетическая дисперсия электронов пучка не превышает 0,3 эВ. Высокая яркость пучка, малый энергетический разброс электронов и стабильная эмиссия катода ПЭМ JEM-ARM300F обеспечивают высочайшее качество получаемых изображений, высокую локальность и достоверность результатов анализа.

Атомное пространственное разрешение в JEM-ARM300F сочетается с высоким током зонда, что определяет высокую скорость проведения микроанализа. Прибор демонстрирует высочайшую стабильность как при получении изображений, так и в режиме анализа в суб-нанометровом диапазоне.

Новая конструкция

JEM-ARM300F имеет полностью обновленный дизайн, новую панель управления и новый программный интерфейс управления, т.н. называемый «ПЭМ-центр». Для того, чтобы исключить влияние возможных вибраций вследствие воздействия на ПЭМ внешних воздушных потоков и акустических помех, колонна микроскопа закрывается специальным кожухом.

Высокая стабильность

Система электропитания ПЭМ JEM-ARM300F нивелирует возможные флуктуации в два раза эффективнее, чем традиционные ПЭМ, что в значительной степени улучшает общую стабильность электронной оптики прибора. 
Улучшение стабильности ускоряющего напряжения: было 2 x 10-6/мин => стало 1 x 10-6/мин. 
Улучшение стабильности тока объективной линзы: было 1 x 10-6/мин => стало 0,5 x 10-6/мин. 
Механическая прочность конструкции JEM-ARM300F была повышена путем дополнительного укрепления колонны микроскопа и его основания. Кроме того, для повышения стабильности и уменьшения вибраций, диаметр колонны был увеличен с 200 до 330 мм. Конструкция ПЭМ позволяет устанавливать один или два Cs-корректора (ПЭМ и ПРЭМ режима), в зависимости от задач исследований и пожеланий заказчика. Активная система подавления вибраций и высокостабильный столик образцов с пьезоприводом обеспечивают полное отсутствие дрейфа исследуемого образца.

Вакуумная система

Полностью автоматизированная вакуумная система JEM-ARM300F состоит их двух турбомолекулярных (ТМН) и шести гетероионных насосов (ГИН). ТМН откачивают камеру регистрирующих устройств, а также камеру образцов во время шлюзования и электронно-оптическую колонну во время отжига. Пушка откачивается неиспаряемыми геттерами и ГИН производительностью 200 л/с. Вакуум в камере образцов обеспечивает гетероионный насос со скоростью откачки 150 л/с. 1-я и 2-я промежуточные камеры, объективные и конденсорные линзы откачиваются четырьмя ГИН производительностью 20 л/с каждый. 
Такая схема откачки обеспечивает вакуум в электронной пушке на уровне 4*10-9 Па. Это, в свою очередь, позволяет добиться высокой стабильности тока эмиссии и снизить до 1 минуты (!) время отжига и выхода в рабочий режим автоэмиссионного катода (технология «Flash & Go»).

Корректоры аберраций

JEM-ARM300F комплектуется додекапольными корректорами сферических аберраций (Cs-корректорами) производства JEOL. В них сферическая аберрация компенсируется в три этапа астигматическими полями, создаваемыми двумя додекаполями. Другой характерной особенностью данных корректоров является то, что электроны движутся по траектории, расширяющейся в сторону образца. Наибольшая ширина достигается между объективной минилинзой и перебрасывающей объективной минилинзой, либо между конденсорной минилинзой и перебрасывающей конденсорной минилинзой. Расширяющаяся траектория позволяет уменьшить искажения, вносимые этими элементами, что приводит к уменьшению дополнительной хроматической аберрации и шумов, вносимых корректором. Эта система получила название ETA (Expanding Trajectory Aberration). 
Работой корректоров сферических аберраций управляет специально разработанное компанией JEOL программное обеспечение – COSMO (corrector system module), которое измеряет коэффициенты аберраций вплоть до 5-го порядка и, регистрируя недофокусированные и перефокусированные ронхиграммы, проводит автоматическую настройку системы линз.

Система регистрации изображений

JEM-ARM300F оснащается флуоресцентным экраном, всеми возможными детекторами. Также конструкция ПЭМ позволяет устанавливать нижнюю и боковую цифровые камеры, спектрометр характеристических потерь энергии электронов/энергетический фильтр изображений, энергодисперсионный спектрометр (ЭДС) и т.д.

Ускоряющее напряжение

JEM-ARM300F позволяет исследовать различные типы образцов в оптимальных режимах. При ускоряющем напряжении 300 кВ он дает возможность изучать субангстремные структуры устойчивых к пучку материалов. Образцы, неустойчивые к воздействию высокоэнергетических электронов, можно исследовать при 60 или 80 кВ. Для изучения полупроводниковых структур наиболее подходящим будет ускоряющее напряжение 160 кВ, при котором и разрешение является субангстремным, и повреждения материала невелики.

Полюсные наконечники

В зависимости от решаемых задач, на выбор пользователю JEM-ARM300F предоставлены два типа полюсных наконечников объективной линзы: FHP (full high resolution pole piece – высокого разрешения) и WGP (wide gap pole piece – с большим зазором). Первый из них предназначен для изучения структуры с ультравысоким разрешением. Второй – для проведения ПЭМ-томографии, исследований элементного состава с пом