Die Geburt von SEM3300, dem „KÖNIG“ der Wolframfilament-Rasterelektronenmikroskopie
Die Geburt von SEM3300, dem „KÖNIG“ der Wolframfilament-Rasterelektronenmikroskopie
January 04, 2023
Die Rasterelektronenmikroskopie (SEM) mit Wolframfilamenten ist kostengünstig, leicht zu warten, relativ einfach zu bedienen und benötigt weniger Platz, wodurch sie für die breite Öffentlichkeit leicht zu nutzen ist. Allerdings ist die Auflösung von Wolframfilament-REM seit langem zum Stillstand gekommen, was es schwierig macht, das Streben des Benutzers nach einer höheren Auflösung zu erreichen.
CIQTEK hat kürzlich das SEM3300 vorgestellt , ein Rasterelektronenmikroskop mit Wolframfaden, das seine 20-kV-Auflösung erfolgreich auf 2,5 nm erhöht hat, was einer Verbesserung von 16 % gegenüber gewöhnlichen Wolframfaden-Elektronenmikroskopen entspricht! 3 kV Auflösung von 4 nm, eine 2-fache Verbesserung! 1-kV-Auflösung von 5 nm, eine 3-fache Verbesserung!
Es definiert den Industriestandard der Wolfram-Filament-Rasterelektronenmikroskopie neu, indem es die gewöhnliche Wolfram-Filament-Elektronenmikroskopie in allen Spannungsbändern deutlich übertrifft!
CIQTEK SEM3300
Die folgenden drei Bilder sind echte Bilder von Standard-Goldpartikeln bei unterschiedlichen Spannungen, jede Partikelgröße beträgt etwa 300 nm, mit scharfen Kanten, reichhaltigen Details und deutlichen Höhen.
Bilder von Standard-Goldpartikeln bei verschiedenen Spannungen, aufgenommen mit SEM3300
Es ist bekannt, dass das Membranmaterial in Lithiumbatterien eine schlechte elektrische Leitfähigkeit und winzige Poren aufweist. Um bessere Bilder aufzunehmen, muss ein Niederspannungs-Feldemissionselektronenmikroskop mit hoher Auflösung verwendet werden.
Abbildung a zeigt den Effekt eines herkömmlichen Wolframfilament-REM, die Details sind verschwommen und unklar. SEM3300 bewältigt diese schwierige Aufgabe mühelos, die Septumporen sind bei 1 kV deutlich sichtbar und die Ränder der Poren sind scharf genug für die Septuminspektion (Abbildung b).
Abbildung a: Lithiumbatterie-Septum, fotografiert mit herkömmlichem Wolframfilament-REM, mit verschwommenen und unklaren Details
Abbildung b: SEM3300 fotografierte Lithiumbatterie-Membran, Membranporen deutlich sichtbar, die scharfe Kante des Lochs
Wie definiert der CIQTEK SEM3300 das Wolframfilament-REM neu?
Das Forschungs- und Entwicklungsteam von CIQTEK SEM analysierte die Hauptfaktoren, die die Auflösung von Wolframfilament-REM einschränken:
Die Wolfram-Filament-Emissionsstruktur ist eine 3-Elektroden-Struktur mit einer Kathode, einem Gate und einer Anode. Bei niedriger Beschleunigungsspannung wird die Helligkeit des Filaments durch den Raumladungseffekt und die Aberration der Elektronenquelle erheblich verringert. Bei niedriger Landeenergie sind die durch die Energiedispersion verursachten Farb- und Beugungsfehler groß, was zu einem großen Strahlfleck führt. Um die Sammeleffizienz des lateralen Sekundärelektronendetektors sicherzustellen, ist der Arbeitsabstand relativ groß und die Objektivvergrößerung nicht groß genug.
Als Reaktion auf diese Probleme fügte CIQTEK eine 10-kV-Hochspannungsröhre von der Anode direkt zum Polschuh der Objektivlinse im Spiegeltubus hinzu, die wir bildlich als Hochspannungstunnel bezeichnen. Hier ist ein Beispiel für eine Landeenergie von 1 kV.
Am oberen Ende des Hochspannungstunnels: Zwischen Kathode und Anode entsteht ein starkes elektrisches Feld von 11 kV, die Feldstärke der Filamentoberfläche ist extrem hoch. Eine große Anzahl heißer Elektronen überwindet die Begrenzung des Raumladungseffekts auf die Strahlhelligkeit und erhöht die Strahlhelligkeit deutlich. Am anderen Ende des Hochspannungstunnels: Die Röhrenmündung und der untere Polschuh der Objektivlinse bilden eine elektrische Linse mit einem Verzögerungsfeld von 10 kV, die mit der magnetischen Linse einen komplexen Spiegel bildet und so den sphärischen Aberrationskoeffizienten und die chromatische Wirkung wirksam reduziert Aberrationskoeffizient dieses komplexen Spiegels.
Darüber hinaus kann der Elektronendetektor im Spiegelrohr die meisten beschleunigten Sekundärelektronen in einem sehr kurzen Arbeitsabstand mit einer Sammeleffizienz von bis zu 90 % sammeln, was um ein Vielfaches höher ist als die Signalstärke des seitlichen ET-Detektors von a herkömmlicher Wolframfaden.
Durch die Kombination all dieser Innovationen durchbricht der CIQTEK SEM3300 endlich die jahrzehntealte Grenze der Auflösungsgrenze für Wolframfilamente im gesamten Spannungsbereich und definiert Wolframfilament-REM neu.
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