具有快速、可切換的離子源的新型雙束電鏡

可實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新研究和增強(qiáng)樣品制備

聚焦離子束(FIB)光源與掃描電子顯微鏡(SEM)相結(jié)合，由于其獨(dú)特的生成各種結(jié)構(gòu)的能力，無論是通過切割還是離子束誘導(dǎo)沉積(IBID)，都引起了人們的極大興趣。通過SEM觀察。直到最近，只有鎵(Ga+)和氙(Xe+)FIB SEM儀器可商購。由于其光斑尺寸小和電流密度高，Ga+FIB可為樣品制備和納米原型制作提供良好的結(jié)果。Xe+等離子體FIB(PFIB)具有更高的最大電流，可實(shí)現(xiàn)高通量切割，適用于大體積表征，同時(shí)還可消除Ga+污染樣品。但是，在一些情況下，兩種離子源都不是理想的選擇。

圖1.用Helios Hydra UX DualBeam制備的高質(zhì)量GaAs薄片的HR S / TEM圖像，使用Ar FIB進(jìn)行最終拋光。

為了擴(kuò)展FIB應(yīng)用領(lǐng)域的視野，賽默飛推出了新的Thermo Scientific Helios Hydra DualBeam。這種先進(jìn)的儀器具有新一代PFIB光源，支持多種離子作為主光源。Helios Hydra與氙一起提供三種額外的離子種類：氬，氧和氮。單個(gè)離子源，提供多種離子，可在10分鐘或更短的時(shí)間內(nèi)在各個(gè)光源之間進(jìn)行獨(dú)特、輕松的切換。這為各種應(yīng)用案例提供了顯著的優(yōu)勢; 例如，先進(jìn)的TEM樣品制備，其中采用氬束的最終拋光可以顯著改善成像結(jié)果。這項(xiàng)新技術(shù)還將使科學(xué)家能夠?qū)﹄x子 - 物質(zhì)相互作用進(jìn)行基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，例如氮離子束硅藻與硅相互作用。

為科學(xué)家在一臺(tái)儀器中輕松選擇四種不同離子源的整合能力,將擴(kuò)大和優(yōu)化跨長度尺度研究材料性能的應(yīng)用空間, 賽默飛世爾科技-材料和結(jié)構(gòu)分析總裁Mike Shafer說， 我們新的 Helios Hydra DualBeam 系統(tǒng)提供了所需的靈活性,可以更好地分析樣品、改進(jìn)結(jié)果并開發(fā)新的和增強(qiáng)的材料。”

圖2.使用Helios Hydra CX DualBeam采用O+聚焦離子束和AS&V4軟件進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)切片的汽車機(jī)油濾清器殼體(聚合物/玻璃纖維復(fù)合材料)的三維重構(gòu)。HFW(水平寬度)為350 m。

Helios Hydra 雙束電鏡允許材料科學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)和設(shè)計(jì)新材料并分析其性能和結(jié)構(gòu)。憑借其氧離子束,非常適合用于切割碳基材料,如電池正極中使用的石墨,它可以幫助研究人員開發(fā)更安全、更輕、更高效的儲(chǔ)能設(shè)備。

這是第一款商業(yè)化的，允許快速、簡便地離子束切換的儀器。以前，應(yīng)用不同的離子束需要研究人員在儀器之間轉(zhuǎn)移樣品,或進(jìn)行冗長而復(fù)雜的源交換。例如,獨(dú)立的專用寬束氬離子拋光機(jī)目前是高質(zhì)量透射電子顯微鏡(TEM)樣品制備工作流程的典型部件。使用 Helios Hydra DualBeam 電鏡,在初始切割后,可直接將聚焦的氬離子應(yīng)用于樣品拋光,從而大大減少了樣品的轉(zhuǎn)移和處理時(shí)間。切換時(shí)間為 10 分鐘或更短,研究人員還可以在一個(gè)小節(jié)內(nèi)將所有 4 束光束應(yīng)用于樣品,以確定哪種離子最適合其預(yù)期用途。這種靈活性擴(kuò)展了FIB在探索電子-樣品相互作用方面的潛在應(yīng)用。

Helios Hydra 雙束電鏡的正式生產(chǎn)將于 2019 年 9 月開始。