La naissance du SEM3300, le « ROI » de la microscopie électronique à balayage de filaments de tungstène
La naissance du SEM3300, le « ROI » de la microscopie électronique à balayage de filaments de tungstène
January 04, 2023
La microscopie électronique à balayage (MEB) à filament de tungstène est rentable, facile à entretenir, relativement simple à utiliser et nécessite moins d'espace, ce qui la rend facile à utiliser par le grand public. Cependant, pendant longtemps, la résolution du SEM à filament de tungstène est restée au point mort, ce qui rend difficile la recherche d'une résolution plus élevée par l'utilisateur.
CIQTEK a récemment présenté le SEM3300 , un microscope électronique à balayage à filament de tungstène qui a réussi à augmenter sa résolution de 20 kV à 2,5 nm, soit une amélioration de 16 % par rapport aux microscopes électroniques à filament de tungstène ordinaires ! Résolution 3 kV de 4 nm, une amélioration multipliée par 2 ! Résolution 1 kV de 5 nm, une amélioration 3 fois supérieure !
Il redéfinit la norme industrielle de la microscopie électronique à balayage à filament de tungstène en surpassant considérablement la microscopie électronique à filament de tungstène ordinaire dans toutes les bandes de tension !
CIQTEK SEM3300
Les trois images suivantes sont de véritables images de particules d'or standard à différentes tensions, chaque taille de particule est d'environ 300 nm, avec des bords nets, des détails riches et des hauteurs distinctes.
Images de particules d'or standard à différentes tensions prises avec SEM3300
Il est bien connu que le matériau du diaphragme des batteries au lithium a une mauvaise conductivité électrique et des pores minuscules, et un microscope électronique à émission de champ basse tension et haute résolution doit être utilisé pour capturer de meilleures images.
La figure a montre l'effet du SEM à filament de tungstène conventionnel, les détails sont flous et peu clairs. Le SEM3300 accomplit cette tâche difficile sans effort, les pores du septum sont clairement visibles à 1 kV et les bords des pores sont suffisamment pointus pour l'inspection du septum (Figure b).
Figure a : Septum de batterie au lithium photographié par SEM à filament de tungstène conventionnel, avec des détails flous et peu clairs
Figure b : Diaphragme de batterie au lithium photographié par SEM3300, pores du diaphragme clairement visibles, bord tranchant du trou
Comment le CIQTEK SEM3300 redéfinit le SEM à filament de tungstène ?
L'équipe R&D de CIQTEK SEM a analysé les principaux facteurs limitant la résolution du SEM à filament de tungstène :
La structure d'émission à filament de tungstène est une structure à 3 électrodes avec une cathode, une grille et une anode. À faible tension d'accélération, la luminosité du filament sera considérablement réduite par l'effet de charge d'espace et l'aberration de la source d'électrons. À faible énergie d'atterrissage, les aberrations chromatiques et de diffraction provoquées par la dispersion d'énergie sont importantes, ce qui donne lieu à un grand point de faisceau. Afin de garantir l'efficacité de collecte du détecteur d'électrons secondaires latéral, la distance de travail est relativement grande et le grossissement de l'objectif n'est pas suffisamment grand.
En réponse à ces problèmes, CIQTEK a ajouté un tube haute tension de 10 kV depuis l'anode directement jusqu'au sabot polaire de l'objectif à l'intérieur du barillet du miroir, que nous appelons au sens figuré un tunnel haute tension. Voici un exemple d'énergie d'atterrissage de 1 kV.
À l'extrémité supérieure du tunnel haute tension : un fort champ électrique de 11 kV se forme entre la cathode et l'anode, et l'intensité du champ de la surface du filament est extrêmement élevée. Un grand nombre d’électrons chauds surmontent la limitation de l’effet de charge d’espace sur la luminosité du faisceau et augmentent considérablement la luminosité du faisceau. À l'autre extrémité du tunnel haute tension : l'embouchure du tube et le sabot polaire inférieur de la lentille d'objectif forment une lentille électrique à champ de décélération de 10 kV, qui forme un miroir complexe avec la lentille magnétique, réduisant ainsi efficacement le coefficient d'aberration sphérique et chromatique. coefficient d'aberration de ce miroir complexe.
De plus, le détecteur d'électrons dans le barillet du miroir peut collecter la plupart des électrons secondaires accélérés à une très courte distance de travail avec une efficacité de collecte allant jusqu'à 90 %, ce qui est plusieurs fois supérieur à la force du signal du détecteur ET latéral d'un filament de tungstène conventionnel.
En combinant toutes ces innovations, le CIQTEK SEM3300 brise enfin le plafond vieux de plusieurs décennies en matière de résolution limitant le filament de tungstène dans toute la plage de tension, redéfinissant ainsi le SEM à filament de tungstène.