タングステンフィラメント走査型電子顕微鏡の「KING」SEM3300誕生

January 04, 2023

タングステンフィラメントの走査型電子顕微鏡 (SEM) は、コスト効率が高く、メンテナンスが容易で、操作が比較的簡単で、必要なスペースが少ないため、一般の人々が簡単に使用できます。しかし、タングステンフィラメントSEMの解像度は長らく伸び悩み、ユーザーのさらなる高解像度の追求を実現することが困難でした。

CIQTEK は最近、タングステンフィラメント走査型電子顕微鏡である SEM3300 を発表しました。これは、20 kV の分解能を 2.5 nm まで高めることに成功し、通常のタングステンフィラメント電子顕微鏡と比べて 16% 向上しました。
4 nm の 3 kV 分解能、2 倍の向上!
1 kV 分解能 5 nm、3 倍向上!

すべての電圧帯域において通常のタングステンフィラメント電子顕微鏡を大幅に上回る性能を発揮し、タングステンフィラメント走査型電子顕微鏡の業界標準を再定義します。

sem3300

ciqtek sem3300

シクテック SEM3300

次の 3 つの写真は、さまざまな電圧における標準的な金粒子の実際の写真です。各粒子サイズは約 300 nm で、鋭いエッジ、豊富な詳細、明確な高さを備えています。

SEM3300で撮影したさまざまな電圧での標準金粒子の画像

リチウム電池の隔膜材料は導電性が低く、細孔が小さいことはよく知られており、より良い画像を取得するには低電圧、高解像度の電界放出電子顕微鏡を使用する必要があります。

図 a は従来のタングステンフィラメント SEM の効果を示していますが、細部がぼやけて不鮮明です。SEM3300 はこの困難なタスクを難なく達成し、セプタムの細孔は 1 kV ではっきりと見え、細孔のエッジはセプタムの検査に十分なほど鮮明です (図 b)。

図 a: 従来のタングステンフィラメント SEM で撮影したリチウム電池セプタム。細部がぼやけて不鮮明

図 b: SEM3300 で撮影されたリチウム電池のダイヤフラム、ダイヤフラムの細孔がはっきりと見え、穴の鋭いエッジ

CIQTEK SEM3300 はタングステンフィラメント SEM をどのように再定義しますか?

CIQTEK SEM 研究開発チームは、タングステンフィラメント SEM の解像度を制限する主な要因を分析しました。

タングステンフィラメントの発光構造は、カソード、ゲート、アノードの 3 電極構造です。加速電圧が低い場合、空間電荷効果と電子源収差によりフィラメントの輝度が大幅に低下します。ランディングエネルギーが低いと、エネルギー分散による色収差や回折収差が大きくなり、ビームスポットが大きくなります。横方向二次電子検出器の収集効率を確保するために、作動距離は比較的大きく、対物レンズの倍率は十分に大きくありません。

これらの問題に対応して、CIQTEK は、陽極からミラーバレル内の対物レンズのポールシューに直接 10 kV の高電圧管を追加しました。これを比喩的に高電圧トンネルと呼びます。以下は 1 kV の着陸エネルギーの例です。

ニュース-sem3300の誕生-キングオブタングステン-フィラメント-sem-1

高電圧トンネルの上端では、カソードとアノードの間に11 kVの強電界が形成され、フィラメント表面の電界強度は非常に高くなっています。多数のホットエレクトロンがビーム輝度に対する空間電荷効果の制限を克服し、ビーム輝度を大幅に増加させます。
高電圧トンネルのもう一方の端では、管の口と対物レンズの下部磁極片が 10kV の減速磁場電気レンズを形成し、磁気レンズと複雑なミラーを形成して、球面収差係数と色収差を効果的に低減します。この複雑なミラーの収差係数。

さらに、ミラーバレル内の電子検出器は、非常に短い作動距離で加速された二次電子の大部分を収集でき、収集効率は最大 90% であり、これは鏡筒の側面 ET 検出器の信号強度よりも数倍高いです。従来のタングステンフィラメント。