3000 Thermo Fisher - кольцевой детектор темного поля

Основные сведения о кольцевом детекторе темного поля 3000 Thermo Fisher

Кольцевой детектор темного поля (КТП-детектор) 3000 Thermo Fisher предназначен для регистрации изображений методом сканирующей просвечивающей электронной микроскопии с высоким разрешением.

Детектор позволяет одновременно получать кольцевые темнопольные изображения при больших углах и осуществлять спектроскопию энергетических потерь электронов. Также детектор имеет возможность регистрации одиночных электронов и высокую квантовую эффективность. Детектор имеет пневматический привод, обеспечивающий втягивание детектора с целью исключения влияния на первичный пучок.

Кольцевой детектор темного поля предназначен для использования с микроскопами компании Thermo Fisher Scientific.

Преимущества кольцевого детектора темного поля 3000 Thermo Fisher

• Одновременное получение кольцевых темнопольных изображений при больших углах и результатов спектроскопии энергетических потерь электронов (EELS)
• Повышенное количество информации о Z-контрасте (материальном контрасте)
• Возможность детектирования одиночных электронов
• Полное втягивание детектора во избежание влияния на первичный пучок
• Регистрация изображений сканирующей просвечивающей электронной микроскопии (СПЭМ) с высоким разрешением
• Высокая квантовая эффективность
• Высокая точность и хорошая повторяемость позиции при перемещении

Особенности кольцевого детектора темного поля 3000 Thermo Fisher

• Изображения сканирующей просвечивающей кольцевой темнопольной электронной микроскопии 

Изображения формируются путем регистрации электронов, которые были рассеяны на большие углы, обычно несколько градусов и более, с помощью сканирующей просвечивающей кольцевой темнопольной электронной микроскопии (КТП СПЭМ). В отличие от традиционной темнопольной микроскопии, где, как правило, анализируется упругое рассеяние электронов (дифракция Брэгга) на малых углах, в КТП СПЭМ для получения полезного сигнала используется неупругое рассеяние при больших углах.  

Упругое и неупругое взаимодействие между электронами первичного пучка и группами атомов образца при больших углах приводит к возникновению контраста на изображении. Т.к. неупругое рассеяние зависит от количества электронов в атоме, интенсивность рассеяния изменяется в зависимости от атомного номера элемента. 

Кольцевой детектор темного поля (КТП-детектор) 3000 специально разработан для регистрации сильно рассеянных электронов. Пространственное разрешение определяется размером сфокусированного первичного электронного пучка в точке его падения на образец. При диаметре электронного пучка менее 3 Å возможно достичь атомарного разрешения. Сигнал обычно накапливается, усиливается и преобразуется в результате появляется возможность отличить друг от друга группы атомов, состоящие из различных элементов. Более яркие участки изображения соответствуют группам атомов с большим номером, менее яркие – группам с меньшим атомным номером. 

• Высокоточный механизм 

КТП-детектор разработан совместно с учеными Корнелльского университета. Детектор имеет пневматический привод, обеспечивающий выдвижение или полное втягивание детектора во избежание влияния на первичный пучок. 

Прецизионные и высоконадежные механические части детектора делают возможным его аккуратное позиционирование с хорошей повторяемостью выбранной позиции. В конструкции детектора используется механизм возвратно-поступательного движения, содержащий металлические мембраны, препятствующие ухудшению уровня вакуума микроскопа в процессе движения детектора.  

Детектор является полностью независимым устройством. В нем присутствует эффективная возможность выравнивания по осям X и Y для упрощенного совмещения с оптическими осями. Если в микроскопе имеется свободный порт напротив КТП-детектора, в него могут быть установлены любые другие детекторы или ПЗС-камера. 

• Интерпретация результатов 

При КТП СПЭМ требования к толщине образца выше, чем при регистрации изображений в обратно рассеянных электронах. Если толщина образца неравномерная, то сигнал с тонких участков будет иметь более высокую интенсивность, чем с толстых. В этом случае, КТП СПЭМ не позволяет точно определить элементы с большими атомными номерами. 

Вдобавок, каналирование электронов через локальные напряженные области, вакансии, дислокации и из-за неправильного наклона кристаллической решетки, также может привести к изменениям контраста результирующего изображения. Во многих случаях, влияние этих эффектов может быть выявлено путем сравнения кольцевых темнопольных изображений при средних углах (внутренний угол 30 мрад) и при больших углах (внутренний угол более 50 мрад). Контраст, возникающий из-за деформаций и напряжений в материале, будет лучше различим при средних углах, чем при больших, в то время как контраст, вызванный массовой плотностью вещества, будет одинаковым на обоих изображениях. 

Разрешение полученного методом СПЭМ изображения зависит от диаметра и качества фокусировки электронного пучка, а также от значения тока пучка в точке его падения на образец. В принципе, диаметр и ток электронного пучка взаимосвязаны.

Так, чем меньше ток пучка, тем меньшим диаметром он будет обладать. При настройке диаметра пучка необходимо, чтобы электронный пучок оставался стабильным. Сочетание минимально возможного диаметра пучка и его высокой стабильности обеспечивает наилучшее разрешение изображений СПЭМ. Современные микроскопы дают возможность получить стабильный пучок электронов диаметром несколько ангстрем с высокой плотностью тока, позволяющий достичь атомарного разрешения при использовании СПЭМ.

Технические характеристики кольцевого детектора темного поля 3000 Thermo Fisher

Области применения