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2018电镜新品回顾:SEM最活跃 高通量/工具化/半导体成热点

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分享: 2019/03/04 14:32:32
导读: 仪器信息网编辑对2018年发布的主流电镜新品进行统计,以窥见电镜技术的最新进展动态。

  2018年已经远去,过去这一年中国电镜市场延续火热,其中不乏收到热捧的冷冻、球差电镜等高端电镜的积极助推。新技术是各电镜品牌增强竞争力的原动力,2018年7月,康奈尔大学三位教授David Muller与Sol Gruner、Veit Elser 合作,开发出的电子显微镜像素阵列探测器(EMPAD),以单原子层厚度的单层二硫化钼为观测样本,在不使用像差校正器的情况下,获得了电镜成像分辨率的最新世界纪录——0.39 埃(仅需 80 keV 电子束能量)。赛默飞在第一时间获得康奈尔大学的授权,开启EMPAD的商业化,并迅速获得几十个订单。同时,其他电镜商也推出各自的电镜新品,以下仪器信息网编辑对2018年发布的主流电镜新品进行统计,以窥见电镜技术的最新进展动态。

扫描电镜:“高通量、热场发射、工具化”成新技术热点

  2018年,扫描电镜依旧是最活跃的电镜品类,发布新品数最多。从技术角度来看,“高通量”(SU7000、NeuroSEM-100)、“热场发射”(SU7000、S9000)、“工具化”(JSM-IT200)成为新技术热点。从新技术应用领域看,半导体等工业领域应用得到足够重视,开发满足更广泛应用场景的新产品技术成为各品牌追踪的一个方向。赛默飞Prisma偏向科研/工业用户通用型电镜,Verios G4则向半导体等工业用户倾斜。针对冷场SEM超大束流分析时不足,日立高新推出新一代热场技术SU7000。日本电子JSM-IT200则强调观察、分析、报告立等可取,提出“工具化分析仪器”理念。

  赛默飞“最完整”扫描电镜Prisma【产品链接】

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Prisma E SEM

  2018年5月,赛默飞推出新型扫描电镜Prisma。Prisma电镜平台包含了广泛的自动化和友好的用户界面,使得工业用户在常规的工业应用程序中易于学习和操作,同时保留了科研或学术用户使用中所需要的灵活性。如此,学术研发、工业企业的质量控制和失效分析实验室工作的不同类型客户,可以使用同样一台这种简单但功能强大的新型扫描电子显微镜,它也为更复杂的材料探索提供了全面的成像和分析选择。

  赛默飞材料科学业务副总裁兼总经理Trisha Rice评价道:“Prisma全面优选的探测器、原位级、自动化系统,以及它的环保模式,使其成为目前市场上最完整的产品之一,它可以为工业用户配置为精益的‘点对点’解决方案,或者为研究人员提供一系列专用的成像和分析选项。Prisma的可选配置性可以让客户更自信的购买,因为他们知道Prisma拥有他们所需要的最佳解决方案,这也将为用户未来可能出现的潜在需求提供‘未来保障’。”

  赛默飞极高分辨率扫描电镜Verios G4【产品链接】

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Verios G4极高分辨率扫描电子显微镜

  2018年3月,赛默飞推出极高分辨率(XHR)扫描电镜Verios G4。Verios G4能够获得高分辨率、高对比度的图像,而无需使用TEM或其他成像技术。将亚纳米分辨率扩展到整个1kev到30kev的能量范围,能够处理纳米管、孔隙度、催化剂颗粒、生物对象、界面和其他纳米结构等新型材料。满足苛刻的研究应用对灵活性的需求,并且能够方便地容纳大型试样(如冶金试样或完整的晶圆)。其设计以使用方便为核心,能够快速、方便地获取准确完整的纳米级数据;支持精确的原型设计应用,如电子束诱导直接沉积材料或光刻工作。

  赛默飞半导体副总裁兼总经理Rob Krueger表示:“Verios G4是源于我们大获成功的Helios DualBeam系列 (聚焦离子束/扫描电子显微镜)仪器的扫描电子显微镜解决方案。它提供各种环境下行业领先的性能,尤其是用于先进工艺的光束敏感材料所需的低电压环境。”

  日立高新肖特基场发射扫描电镜SU7000【产品链接】

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肖特基场发射扫描电镜SU7000

  2018年7月,日立高新推出肖特基场发射扫描电镜SU7000。SU7000缩短了通过采集多种信号获取样品多种信息的时间,真正实现高通量的观察与分析。近年,冷场技术几乎是高分辨观察SEM市场的主流,但冷场SEM虽然分辨率高且稳定,但在超大束流分析时还有些不足,所以超大束流分析(如WDX)热场便成为一种新的需求。结合这些需求,日立高新推出热场技术的SU7000。

  SU7000全新设计的探测器使得对二次电子信号、背散射电子信号的检测以及分离能力大大提升。以往要根据获得的信号来调整样品与透镜之间的距离(WD),以设置最佳的观察与分析条件,而SU7000通过新研发的样品仓以及检测器系统,可在不改变WD的条件下更高效地接收各种信号,缩短了样品观察和分析的时间,提高了测试效率。而且,其配置了可同时6通道显示界面,进一步升级SEM控制系统,大幅提高了信号获取速度,由此实现了样品的高通量观察。它还标配超大样品仓,增设了附件接口,以适用于各种样品的观察与分析。

  日本电子扫描电镜JSM-IT200 Series InTouchScopeTM

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扫描电镜JSM-IT200 Series InTouchScopeTM

  2018年3月,日本电子推出新型扫描电镜JSM-IT200 Series InTouchScopeTM。其官方将其描述为“观察、分析、报告立等可取!工具化的分析仪器”。JSM-IT200Series装配了和JSM-IT500Series同样的功能软件,使用更加简单容易,日本电子自述作业效率比JSM-IT100Series提高了35%。JSM-IT200Series有4种机型可供选择:标准机型JSM-IT200BU、分析型JSM-IT200A、低真空观察型JSM-IT200LV、分析型低真空观察JSM-IT200LA。

  该系列主要特点包括:使用样品更换导航可以安全简单地更换样品;SEM和EDS一体化集成,从观察到分析顺利获取数据;标配具有样品座图像、CCD图像和SEM像联动功能的Zeromag,可以直接快速地寻找感兴趣的视野;标准装配X,Y 2轴马达台和蒙太奇功能,可获取mm级的SEM像和元素分析;标配Live Analysis功能,元素分析效率高;用SMILE VIEW™ Lab,很容易生成数据报告。

  泰思肯超高分辨型热场发射扫描电镜S9000

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超高分辨型场发射扫描电镜S9000

  2018年11月,泰思肯发布第四代电镜S9000系列。S9000是TESCAN最新推出的超高分辨型电子显微镜系列,在软硬件方面均经过全新设计,配备了TESCAN最新的Triglav™电子镜筒技术和Orage™离子镜筒技术;配置了全新立体设计的Essence™ 计算机处理系统,具有便捷的操作界面和面向应用流程的可定制化软件布局。

  S9000具有优化的透镜内探测器系统和高性能电子信号过滤和收集能力。S9000能够采集能量过滤后的轴向背散射电子信号,可以选择性收集低损耗背散射电子,获得更好的对比度和表面灵敏度。

  聚束科技高通量场发射扫描电镜系NeuroSEM-100【产品链接】

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高通量场发射扫描电镜系NeuroSEM-100

  2018年年初,聚束科技自主研发的首台高通量场发射扫描电镜系统—领航者(Navigator)系列的第一台NeuroSEM-100正式下线并交付客户—中科院自动化研究所,专用于微观尺度脑神经连接图谱的超高速成像。

  Navigator系列主要创新点包括:拥有自主知识产权的高效电子收集和成像系统,采用同轴电子直接探测技术和高速FPGA采集模块,使该系统在世界上首次实现低加速电压(1kV)下100M/s级二次电子和背散射电子的超高速同步成像;针对于低加速电压、大视野下分辨率而专门设计的电子光学镜筒光路,采用浸没摇摆电磁复合透镜设计,使其在1kV加速电压下即可获得1.6nm、5kV下可获得1.2nm的高分辨率能力,且具备高分辨率视场的区域较传统扫描电镜大4倍以上,而且保持高线性度(1‰的计量级);高度的智能化结合超高速成像能力(4TB/天),使之具备了跨尺度信息融合能力。可全自动的超大区域(100mmX100mm)全息地图集式成像模式,可以在同时保持高分辨率情况下对样品进行全自动的无遗漏信息采集。

透射电镜:半导体等工业应用技术再受关注

  2018年透射电镜方面,主要是日本电子推出针对半导体领域的JEM-ACE200F,赛默飞推出配置于Themis Z的下一代S-CORR像差探头校正器。前者主要针对半导体领域对形态观察、临界尺寸测量、元素分析等方面的数据采集提出了快速、稳定、高分辨率的需求;后者主要针对材料科学领域原子分辨成像等高端科研需求。

  日本电子高通量透射电镜JEM-ACE200F

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高通量分析透射电镜JEM-ACE200F

  2018年12月,日本电子推出高通量分析透射电镜JEM-ACE200F。随着半导体工业中器件的进一步小型化,透射电镜已成为器件表征多种应用中必不可少的工具。这些应用包括形态学观察、临界尺寸测量、元素分析、局部应变分析和掺杂浓度测量。特别该工业对形态观察、临界尺寸测量、元素分析等方面的数据采集提出了快速、稳定、高分辨率的要求,以便将这些数据采集反馈至制造过程。针对此需求,日本电子推出JEM-ACE200F。

  JEM-ACE200F通过创建实际操作工作流程系统,无需操作人员看管操作,即可实现数据的自动生成。由于集成了高端电镜JEM-ARM200F和通用型电镜FE-TEM JEM-F 200硬件技术,JEM-ACE200F在性能和稳定性方面表现优秀。主要特点包括:高通量(与自动显微镜调谐功能相结合的快速数据采集;缩短抽真空时间,从插入样品杆到开始观察只需30秒);友好用户界面(所有的操作可通过鼠标操作完成);流程方案易于编程和更改(工作流程可以使用各种标准化的编程语言进行灵活的编程);环保设计。

  赛默飞下一代S-CORR探头校正器(配置于Themis Z)【产品链接】

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配制S-CORR探头校正器的Themis Z

  2018年8月,赛默飞推出配置于Themis Z的下一代S-CORR探头校正器。Themis Z扫描透射电镜是建立在其亚埃级 STEM成像能力的基础上,S-CORR是其下一代探头像差校正。凭借S-CORR,Themis Z能够以低加速电压提供优异的STEM成像和光谱性能,使科学家能够分析电池,燃料电池,催化剂和轻金属以及历史上难以成像的合金等材料。通过改进探针尺寸和形状,同时在研究过程中保持样品的完整性,研究人员可以通过在原子水平上揭示其结构和化学,更好地了解如何提高材料的性能。

  完成S-CORR升级后,Themis Z将经过验证的光学器件和全新突破性STEM成像功能与增强的自动化软件相结合,为材料科学家们提供极佳的成像性能。通过独特的 EDX 产品组合,Themis Z 在采用单一物镜配置的单一工具中提供更全面的原子表征数据。

台式电镜:荷兰飞纳领衔进入台式场发射时代

  台式电镜方面,荷兰飞纳推出台式场发射(FEG)电镜能谱一体机Phenom LE,台式电镜进入台式场发射时代,其分辨率达2.5nm。驰奔仪器与善时仪器也分别推出台式电镜新品Cube-200、SS-150,主要在更加小巧、性能优化方面进行创新。

  荷兰飞纳(赛默飞)台式场发射(FEG)电镜能谱一体机Phenom LE【产品链接】

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台式场发射(FEG)扫描电镜 Phenom LE

  2018 年7月,荷兰飞纳推出全球首创台式场发射(FEG)扫描电镜能谱一体机Phenom LE。Phenom LE采用肖特基场发射电子枪,集背散射电子成像,二次电子成像和能谱分析于一体,分辨率优于2.5nm@15kV,放大倍数500,000x。只需一张承重200kg以上的桌子就可以安装飞纳台式场发射(FEG)电镜,无需装修改造实验室,无需安装防震台、磁屏蔽。据介绍,飞纳台式场发射(FEG)电镜能谱一体机Phenom LE 将为用户节省 40% 左右的购买成本(相较于购买传统落地式场发射电镜和能谱),同时可为用户节省 20-60 万的实验室改造费用(安装防震台,磁屏蔽,装修实验室等),飞纳台式场发射只需要一张桌子(千元左右),维护也相对简单,省钱更省心。

  其创新主要包括:从台式电镜升级到场发射(FEG)电镜能谱一体机,从 CeB6 灯丝升级到场发射灯丝;台式电镜分辨率从 30nm 提升至 2.5nm;此次升级的肖特基场发射电子源束流大,进一步激发样品产生充足的 X 射线。配置超薄“窗口”(Si3N4),元素探测范围:Boron(5)-Americium(95);高效率体现为15秒抽真空、全程样品导航、全自动马达样;配置多功能选配应用软件,如颗粒系统、孔径系统、纤维系统等,使得一些统计分析的应用可一键完成。

  驰奔仪器台式扫描电镜Cube-200【产品链接】

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台式扫描电镜Cube-200

  2018年初,驰奔仪器推出其第二代桌面台式扫描电镜Cube-200。Cube-200是其第二代钨灯丝扫描电镜,控制电器全面升级,产品结构更加合理,产品性能接近或超越同等规格一线电镜品牌同类产品。配置有三级电磁透镜,大变焦范围,长工作距离,四孔径物镜光阑,和大型扫描电镜具有同等配置,对于专业操作人员,更加得心应手。Cube-200拓展简单易用台式电镜专用X射线能谱仪(EDS),能快速获得微米亚微米范围微小区域化学元素定性定量结果;在工作条件固定模式下,也是一款高效率的成像检测设备。

  善时仪器台式扫描电镜SS-150【产品链接】

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台式扫描电镜SS-150

  2018年2月,善时仪器推出台式扫描电镜SS-150。SS-150体型小巧,占用空间小;放大倍率30~150,000X;5nm分辨率;采用二次电子和背散电子两种探测器; 通过选配EDS可进行元素成份分析;SS-150系列扫描电镜具有强大软件功能,操作简单,易于维护;自动平台采用中心定位模式,迅速定位待测样品;软件实现检测图形实时存储。

聚焦离子束扫描电镜:泰思肯连发3款

  聚焦离子束扫描电镜方面,泰思肯在2018年连续推出3款S8000X、S9000X、S9000G,算上之前推出的S8000G,以及场发射电镜新品S8000、S9000。泰思肯在不到两年时间内,迅速更新了电镜产品线,第四代电镜产品系列S8000系列(S8000、S8000 X、S8000G)、S9000系列(S9000、S9000 X、S9000G)系数登场,也侧面体现了泰思肯近来大举拓展市场的决心。

  泰思肯Xe FIB-SEM双束电镜S9000X【产品链接】

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Xe FIB-SEM双束电镜S9000X

  2018年8月,泰思肯推出新一代的氙等离子源双束电镜系统S9000X。S9000X配备超快速的氙等离子源,具有极高的精度和极高的效率。其最新一代Triglav™镜筒的探测器系统具有非常优异的表面灵敏度和出色的对比度;另一方面,新的 iFIB+™ 离子镜筒进一步扩大了Xe等离子FIB的应用领域,提升了大体积样本微加工和3D微量分析的能力,并且大大缩短了加工时间。

  9000X提供了纳米尺寸结构分析所必需的高分辨率和表面灵敏度,为大体积 3D 样品特性分析提供了优异条件;同时,它还提供优异的FIB功能,可实现精确、无损的超大面积加工,包括封装技术和光电器件的横截面加工,为大尺寸试样进行高效率制备和高分辨表征提供了优异解决方案。

  泰思肯Ga FIB-SEM双束电镜S9000G

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Ga FIB-SEM双束电镜S9000G

  2018年11月,泰思肯推出超高分辨型镓离子源双束FIB系统S9000G。S9000G适用于超薄TEM样品制备和其它具有挑战性的纳米加工任务。S9000G 配置了Orage™ FIB镜筒,不仅为纳米加工提供了最佳的精度,高达100 nA的大离子束流,还可以对生物样品和材料进行指定位置、大体积的三维逐层扫描,图像具有更出色的对比度。得益于低电压下离子束的出色分辨率和性能,TESCAN S9000G可以快速获得最佳质量的小于20nm的超薄TEM样品。

  泰思肯Xe FIB-SEM双束电镜S8000X

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Xe FIB-SEM双束电镜S8000X

  2018年11月,泰思肯推出氙等离子源双束电镜系统S8000X。S8000X使用了全新开发的电子和离子光学镜筒,配备了最新的多种探测器并集成多项创新设计,尤其是在高分辨能力、原位应用扩展能力和分析扩展能力达到了业内先列。

电镜相关软件:蔡司推出2款增强软件

  电镜软件方面,电镜商多数在推出的电镜新品中,也对相对应软件系统进行了更新或加强。如赛默飞Prisma的MAPS软件包可由多个图像创建大面积复合图像,并对数据进行关联;SU7000配置可同时6通道显示界面,进一步升级SEM控制系统,大幅提高了信号获取速度;日本电子JSM-IT200标配Live Analysis功能,元素分析效率高;用SMILE VIEW™ Lab,很容易生成数据报告;泰思肯S9000配置了全新立体设计的Essence™ 计算机处理系统等。与此同时,蔡司单独推出2款增强软件和平台:ZEN connect、APEER,主要侧重于蔡司优势的生物领域,并充分拓展了光电联用技术的应用。

  蔡司增强软件功能新技术-ZEN connect

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ZEN connect界面

  2018年5月,蔡司推出采用增强成像技术的新软件模块ZEN connect。ZEN connect能够在结构分析、细胞过程性检查、细胞定位等多种相关分析中发挥巨大作用。该模块进一步加强了蔡司软件的功能,赋予其三个新特征——直观的数据管理、简化的样本工作流程、以及无限导航。

  ZEN Connect用户可使用任何显微镜着手工作,可以分析完整的大规模样本,甚至可以用自动覆盖和重新定位的算法识别特定区域。ZEN Connect还是唯一一款可以让用户在更宽泛的环境下分析特定数据的软件模块,其所分析的数据能够结合大视场图像和极高分辨率的细节。这意味着ZEN Connect能够更好地控制复杂实验装置中的数据结构。该模块可适配于蔡司的全套显微设备,包括光学、共焦、X射线、电子、离子显微镜等。蔡司LSM 800和蔡司GeminiSEM是与ZEN Connect搭配使用的特别推荐。当然,ZEN Connect也能够与蔡司其他绝大多数的光学和电子显微镜兼容。

  蔡司云端数字显微镜平台APEER

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数字显微镜平台——APEER

  2018年8月,卡尔蔡司推出其基于云技术的最新数字显微镜平台APEER。APEER平台可以帮助显微镜用户,通过利用应用程序工作流进行3D重建,染色或分割等方式,实现在云端自动处理图像。该平台除了能够在平台上交换科学应用程序之外,该设计还旨在促进科学家之间的协作,并提供社区建设功能,例如讨论论坛及交换数据集或在现有工作流基础上进行构建的机会。

  蔡司显微镜业务组负责人Markus Weber博士表示:“通过APEER,我们对研究人员的工作本身给予了更多关注,而不再仅仅是关于图像处理的,为他们提供了协作和构建所需的相关工具,满足其特定研究需求的解决方案。”

[来源:仪器信息网] 未经授权不得转载

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作者:阳离子

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