Helios G4 UX - электронно-ионный микроскоп (THERMO FISHER SCIENTIFIC)

Helios G4 UX - ЭЛЕКТРОННО-ИОННЫЙ (ДВУЛУЧЕВОЙ) МИКРОСКОП

Семейство продукции Thermo Scientific Helios G4 DualBeam заставляет переосмыслить стандарт подготовки образца и определения трехмерных характеристик посредством наиболее продвинутых показателей фокусированного ионного и электронного пучка, непревзойденного уровня автоматизации и удобства в применении.
Микроскоп Helios G4 UX принадлежит к четвертому поколению ведущего в своей отрасли семейства Helios DualBeam. Он тщательно разработан для удовлетворения потребностей научных работников и инженеров, сочетая в себе инновационную электронную колонну Elstar с сильноточной технологией UC+ для получения изображений с предельно высоким разрешением и высочайшего контраста материалов благодаря превосходной ионной колонне Phoenix для самой быстрой, удобной и точной подготовки образца. Кроме наиболее продвинутой электронной и ионной оптики, микроскоп Helios G4 UX включает в себя пакет новейших технологий, которые обеспечивают простую и последовательную подготовку образца для П/РЭМ (просвечивающая / растровая электронная микроскопия) и атомно-зондовой томографии (АЗМ), а также получение изображений высочайшего качества и определение трехмерных характеристик даже на самых сложных образцах.

Подготовка сверхтонкого образца высочайшего качества для ПЭМ

Ученые и инженеры постоянно сталкиваются с новыми задачами, для решения которых требуется проводить строго локальное определение характеристик все более сложных образцов со все меньшими элементами. Новейшие технологические достижения Helios G4 в сочетании с простым в применении и комплексным программным обеспечением, а также экспертными знаниями компании «FEI» по практическому применению, обеспечат самую быструю и удобную подготовку сверхтонких образцов для конкретной площадки для анализа П/РЭМ высокого разрешения для широкого диапазона материалов. Чтобы свести к минимуму повреждения поверхности образца, необходимо провести чистовую полировку ионами с крайне низкой энергией. Наиболее продвинутая колонна со сфокусированным ионным пучком (ФИП) Phoenix от компании «FEI» не только обеспечит получение изображений высокого разрешения и фрезерование при высоких напряжениях, но и обеспечивает ускоряющее напряжение до 500 В, тем самым предоставляя возможность создавать сверхтонкие пластинки ПЭМ с субнанометровыми слоями.

Высочайшее разрешение с превосходным контрастом материалов

Микроскоп Helios G4 UX оснащен электронным источником сверхвысокой яркости со следующим поколением технологии монохроматора UC+ для снижения разброса по энергии пучка до менее 0,2 эВ для токов пучка до 100 пА. Это обеспечит субнанометровое разрешение и высочайшую чувствительность к поверхности при малых кинетических энергиях. Инновационная электронная колонна Elstar обеспечивает фундамент для непревзойденных возможностей системы по получению изображений высокого разрешения. Гарантирует распознавание элементов в наномасштабе посредством широчайшего диапазона рабочих условий, будь то работа при 30 кэВ в режиме ПРЭМ для получения информации о структуре или при более низких энергиях для получения подробной информации о поверхности без заряда. Благодаря своей уникальной тройной детекторной системе, расположенной внутри колонны и работающей в иммерсионном режиме, система разработана для одновременного сбора сигналов для получения изображений во вторичных (SE) и обратно-отражённых (BSE) электронах. Гарантирован быстрый доступ к наиболее подробной наномасштабной информации, не только для горизонтально ориентированных образцов, но и для образцов под наклоном или поперечных сечений.
Дополнительные детекторы под линзой и режим замедления электронного пучка гарантируют быстрый и удобный сбор всех сигналов, чтобы выявить самые мелкие элементы на поверхностях материала или поперечных сечениях. Быстрые, точные и воспроизводимые результаты получены благодаря уникальной конструкции колонны Elstar, которая включает в себя продвинутое автоматическое выравнивание, линзы постоянной мощности для повышения тепловой стабильности, а также электростатическое сканирование для более высокой линейности и скорости отражения.

Получение изображение высочайшего качества и трехмерная характеризация

Для понимания структуры и свойств образца зачастую требуется определение характеристик в объёме. Helios G4 с дополнительным программным обеспечением Auto Slice & View™ 4 (AS&V4) дает возможность проводить полностью автоматизированный высококачественный сбор многомодальных трехмерных наборов данных, кроме прочего включая получение изображений в обратно-отражённых электронах (BSE)  для максимального контраста материалов, энергодисперсионную спектроскопию (EDS) для информации о составе, а также дифракцию обратно рассеянных электронов (EBSD) для получения информации о микроструктурах и кристаллографической информации. В сочетании с программным обеспечением визуального представления Avizo он обеспечит уникальное решение рабочего процесса для продвинутого определения трехмерных характеристик с высочайшим разрешением и анализа в нанометровом масштабе.

Производительность для всех пользователей

Исследователи любого уровня опыта получат преимущество за счет усовершенствованных эксплуатационных показателей Helios G4, что позволит им быстрее и удобнее получить воспроизводимые результаты высочайшего качества. Сюда входит наиболее простое в применении и самое комплексное аппаратное и программное обеспечение, включая продвинутые автоматические выравнивания и оптимизация системы, AS&V4 и рабочий процесс подготовки образца для ПЭМ с подсказками, что делает его крайне удобным в применении и повышает пропускную способность. Этот интерактивный рабочий процесс автоматически управляет частями технологического процесса, при этом направляет пользователей при создании высококачественных образцов менее чем за один час. Низкоэнергетическая чистовая полировка ФИП Phoenix сводит повреждение образца к минимуму, тем самым изготавливаются ламели ПЭМ высочайшего качества, пригодные для П/РЭМ высокого разрешения, даже если образцы были подготовлены неопытными пользователями.

Предоставление возможностей для проведения экспериментов в реальных условиях

Helios G4 UX разработан для выполнения наиболее сложных задач электронной микроскопии в материаловедении и его можно оснастить полностью интегрированным, крайне быстрым, нагревающим предметным столиком на основе микроэлектромеханической системы (МЭМС) для определения характеристик образца при условиях, приближенных к реальным. Helios G4 сочетает в себе расширенные возможности по осаждению и травлению, повышенную гибкость и контроль образца, а также широкий комплект автоматизации iFast для создания, наиболее продвинутого DualBeam из когда-либо собранных - все они основываются на экспертном применении и сервисной поддержке компании «Thermo Scientific».


Сверхтонкая ламель высочайшего качества, полученная посредством Helios G4 UX (вверху: ламель готова для извлечения, внизу: изображение П/РЭМ высокого разрешения пластинки).

Ключевые преимущества

• Наиболее быстрая и простая подготовка высококачественных, характерных для площадки, сверхтонких образцов для ПЭМ и АЗМ посредством новой ионной колонны Phoenix с непревзойденными показателями по низкому напряжению.
• Кратчайшие сроки до получения информации в наномасштабе посредством лучшей в своем классе электронной колонны ElstarTM.
• Выявите самые мелкие детали благодаря следующему поколению технологии монохроматора UC+ с более высоким током, что позволяет работать в субнанометровом диапазоне при низких энергиях.
• Наиболее полная информация об образце благодаря 6-ти детекторам, встроенным в колонну и расположенных под линзой.
• Получение изображение высочайшего качества и трехмерная характеризация с наиболее точным наведением на исследуемую область посредством дополнительного программного обеспечения Auto Slice & View™ 4 (AS&V4).
• Быстрое, точное и аккуратное травление и осаждение сложных структур с критически важными размерами менее 10 нм.
• Точная навигация по образцу, специально подготовлена для особых прикладных потребностей, благодаря высокой стабильности и точности 150 мм предметного столика Piezo и камеры Nav-Cam внутри камеры.
• Получение изображений без артефактов на основании встроенной функции управления чистотой образца и специальных режимов получения изображений, например, SmartScan™ и DCFI (объединение кадров с компенсацией на смещение)

Электронная оптика

• Эмиссионная колонна РЭМ Elstar с предельно высоким разрешением и: иммерсионная линза; высокостабильная автоэмиссионная пушка Шотки для обеспечения стабильных аналитических токов высокого разрешения; технология монохроматора UC+
• Двойная объективная линза под 60 градусов с защитой полюсного наконечника обеспечивает возможность наклонять более крупные образцы
• Автоматизированные подогреваемые апертуры для обеспечения чистоты и бесконтактной замены апертуры
• Электростатическое сканирование для более высокой линейности и скорости отражения
• Технология линзы ConstantPowerTM (постоянная мощность) для более высокой тепловой стабильности
• Встроенная бланкер пучка*
• Замедление пучка напряжением смещения на предметном столике от 0 В до -4 кВ
• Минимальный гарантируемый срок службы источника: 12 месяцев

Разрешение электронного пучка

• При оптимальном рабочем расстоянии: 0,6 нм при 30 кВ ПСЭМ; 0,7 нм при 1 кВ; 1,0 нм при 500 В (встроенный в колонну детектор (ICD))
• В точке схождения пучков: 0,6 нм при 15 кВ; 1,2 нм при 1 кВ

Область параметров электронного пучка

• Диапазон тока электронного пучка: от 0,8 пА до 100 нА
• Диапазон ускоряющего напряжения: 200 В – 30 кВ
• Диапазон кинетической энергии: 20 эВ – 30 кэВ
• Максимальное поле зрения: 2,3 мм при рабочем расстоянии 4 мм

Ионная оптика

Ионная колонна Phoenix с превосходными показателями по сильному току и низкому напряжению

• Диапазон тока ионного пучка: 0,1 пА – 65 нА
• Диапазон ускоряющего напряжения: 500 В – 30 кВ
• Двухступенчатая дифференциальная откачка
• Коррекция времени пролета (TOF)
• Апертурная планка с 15 позициями
• Максимальное поле зрения: 0,9 мм в точке схождения пучка
• Минимальный срок службы источника: 1000 часов Разрешение ионного пучка в точке схождения
• 4,0 нм при 30 кВ 
• 2,5 нм при 30 кВ 

Детекторы

• Встроенный в линзу Elstar SE/BSE детектор  (TLD-SE, TLD-BSE)
• Встроенный в колонну Elstar детектор SE/BSE
• Встроенный в колонну Elstar детектор BSE (MD)
• Детектор вторичных электронов Эверхарта-Торнли (ETD)
• Инфракрасная камера для просмотра образца / колонны
• Высокопроизводительный детектор с преобразованием ионов и электронов (ICE) для вторичных ионов (SI) и электронов (SE)
• Встроенная в измерительную камеру камера Nav-CamTM для навигации по образцу
• Выдвижной низковольтный высококонтрастный направленный твердотельный детектор обратного рассеяния (DBS)*
• Выдвижной детектор STEM 3+ с сегментами BF (светлопольный), DF (темнопольный), HAADF (кольцевое темное поле при больших углах) *
• Встроенный измеритель тока пучка

Предметный столик и образец

• Высокоточный предметный столик с 5 осями, приводом, с пьезоэлектрическим приводом по осям XYZ
• Диапазон по XY: 150 мм
• Диапазон по Z: 10 мм
• Вращение: 360º (не ограничено)
• Угол наклона: от -10º до +60º
• Воспроизводимость по XY: 1 мкм
• Максимальная высота образца: зазор 55 мм до эуцентричной точки
• Максимальная масса образца при наклоне 0º: 500 г (включая держатель образца)
• Максимальный размер образца: 150 мм с неограниченным вращением (возможно исследование более крупных образцов, но с ограничением по вращению)
• Компьютеризованное вращение и наклон

Вакуумная система

• Полностью безмаслянная вакуумная система
• Вакуум в камере: <2,6 х 10-6 мбар (после откачки в течение 24 часов)
• Время откачки: <5 минут

Камера

• Точка схождения электронного и ионного пучка на аналитическом рабочем расстоянии (4 мм РЭМ)
• Портов: 21
• Внутренняя ширина: 379 мм
• Встроенный плазменный очиститель Держатели образцов
• Держатель для нескольких держателей образцов типа «грибок»
• Тиски держателя образцов для зажима имеющих неправильную форму, крупных или тяжелых образцов на предметном столике образцов*
• Универсальное монтажное основание (УМО) для стабильного, гибкого монтажа множества комбинаций образцов и держателей, например, плоских и предварительно наклоненных пробников, а также держателей рядов для сеточек ПЭМ*
• Различные пластины и пользовательские держатели доступны по запросу*

Процессор обработки изображений

• Диапазон выдержки от 25 нс до 25 мс / пиксель
• До 6144 х 4096 пикселей
• Тип файла: стандартно TIFF (8, 16, 24 бит), JPEG или BMP
• SmartSCANTM (усреднение или объединение 256 кадров, линейное объединение и усреднение, чересстрочная развертка).
• DCFI (объединение кадров с компенсацией на смещение)

Управление системой

• Графический пользовательский интерфейс 64-бит с Windows 7, клавиатурой, оптической мышью
• До четырех изображений в реальном времени показывают отдельные пучки и/или сигналы. Смешение сигнала цвета в реальном времени.
• Поддержка местного языка: уточните наличие языковых пакетов у своего регионального торгового представителя «FEI».
• Два 24-дюймовых широкоэкранных монитора (1920 х 1200 пикселей) для графического пользовательского интерфейса и изображения на весь экран.
• Компьютеры для управления и поддержки микроскопа незаметно для пользователя используют одну клавиатуру, мышь и мониторы.
• Джойстик*
• Многофункциональная панель управления*
• Удаленное управление и получение изображений*

Вспомогательное программное обеспечение

• Концепция графического пользовательского интерфейса «по пучку на область просмотра», с макс. 4 одновременно активных четвертей.
• FEI SPI™ (одновременное формирование рисунка ФИП и получение изображений РЭМ), iSPI™ (поочередное формирование рисунка ФИП и получение изображений РЭМ), iRTM™ (встроенный монитор реального времени) и иммерсионный режим ФИП, в режиме реальном времени мониторинг процесса ФИП и РЭМ.
• Поддерживаемые рисунки: линии, прямоугольники, многогранники, окружности, тороид, поперечное сечение и очистка поперечного сечения.
• Непосредственный импорт файла BMP или файла для трехмерного травления и осаждения
• Поддержка файла шаблона для «минимального времени цикла», подстройки пучка и отдельных наложений
• Благодаря регистрации изображения возможна навигация по образцу в импортированном изображении.
• Навигация по образцу на оптическом изображении

Принадлежности*

• GIS (система инжекции газа) – Решения: отдельная GIS: до 5 независимых узлов для усовершенствованного травления или осаждения; MultiChemTM: до 6 химических составов в одном узле для продвинутого управления травлением и осаждением; GIS – Опции для осаждения пучком химических составов**;осаждение платины; осаждение вольфрама; осаждение углерода; осаждение изолятора II; осаждение золота; усовершенствованное травление (йод, запатентовано); усовершенствованное травление изолятора (XeF2); селективное травление (запатентовано); селективное травление углерода (запатентовано); пустые тигли для одобренных компанией «FEI» и поставляемых пользователем материалов; по запросу доступно больше опций для осаждения пучком химических составов.
• EasyLiftTM для точной манипуляции образцом 
• Нейтрализатор заряда ФИП
• Анализ: EDS, EBSD, WDS (волнодисперсионный микроанализ)
• QuckLoaderTM: загрузочный шлюз для быстрой замены образца без развакуумирования  системы
• Литография электронным пучком: комплекты от компании «Raith», «Nabity» или иных поставщиков Криогенное решение для DualBeam
• Эксклюзивный CryoMAT FEI (криомодуль) для криогенного применения в материаловедении
• Решения от иных поставщиков
• Защитный кожух FEI
• FEI CryoCleaner (устройство очистки в криогенном режиме)

Дополнительное программное обеспечение*

• Рабочий процесс с подсказками для подготовки образца ПЭМ
• iFast – расширенный пакет автоматизации для DualBeam
• MAPSTM для картирования в автоматическом режиме
• AutoTEMTM – подготовка ПЭМ-образца в автоматическом режиме
• NanoBuilderTM – продвинутое решение «FEI» на основании CAD (GDSII) для ФИП, прототипирование в наномасштабе для сложных структур
• AutoSlice and ViewTM – сбора серий изображений срезов, EDS и EBSD для трехмерной реконструкции
• Avizo для FEI – программное обеспечение для трехмерной реконструкции и анализа
• CAD навигация
• Реализованное на основе веб-приложений программное обеспечение для архивирования данных
• Продвинутое программное обеспечение для анализа изображения

Гарантия и обучение

• Гарантия на 1 год
• Различные контракты на техническое обслуживание
• Различные контракты на обучение эксплуатации / применению

Документация

• Подсказки для пользователя онлайн
• Руководство по эксплуатации
• Функция RAPIDTM (поддержка удаленной диагностики)
• Бесплатный доступ к онлайн-ресурсам «FEI для владельцев»

*Дополнительно
**Некоторые химические составы для осаждения пучком могут быть доступны только для MultiChem или отдельных GIS