双束电镜Crossbeam系列

产品优势

 

配置Gemini光学系统的蔡司双束电镜Crossbeam系列

 

使您的扫描电镜具备强大的洞察力

• 通过样品台减速技术（Tandem decel，新型蔡司Gemini电子光学系统的一项功能）实现低电压电子束分辨率提升高达30%。

• 使用Gemini电子光学系统，您可以从高分辨率扫描电镜（SEM）图像中获取真实的样品信息。

• 在进行高度灵敏表面二维成像或三维断层成像时，您可以信赖蔡司双束电镜Crossbeam系列的性能。

• 即使在使用非常低的加速电压时也可获得高分辨率、高对比度和高信噪比的清晰图像。

• 借助一系列的探测器实现样品的全方位表征；使用独特的Inlens EsB探测器获得更纯的材料成分衬度。

• 使用低电压表征不导电样品，消除荷电效应的影响。

 

提升您的聚焦离子束（FIB）样品制备效率

• 得益于智能聚焦离子束（FIB）的扫描策略，移除材料相比以往实验快40%以上。

• 镓离子FIB镜筒Ion-sculptor采用了全新的加工方式：尽可能减少样品损伤，提升样品质量，从而加快实验进程。

• 使用高达100 nA的离子束束流，高效而精确地处理样品，并保持高分辨率。

• 制备TEM样品时，请使用镓离子FIB镜筒Ion-sculptor的低电压功能：获得超薄样品的同时，尽可能降低非晶化损伤。

 

在您的双束电镜分析中体验出色的三维空间分辨率

• 体验整合的三维能谱和EBSD分析所带来的优势。

• 在切割、成像或执行三维分析时，Crossbeam系列将提升您的FIB应用效率。

• 使用先进的快速精准三维成像及分析软硬件包——Altas 5来扩展您的Crossbeam性能。

• 使用Atlas 5中集成的三维分析模块可在三维断层成像过程中进行EDS和EBSD分析。

• 双束电镜的断层成像可获得优异的三维空间分辨率和各向同性的三维体素尺寸；使用Inlens EsB探测器探测小于3 nm的深度，可获得极表面的材料成分衬度图像。

• 在加工过程中收集连续切片图像以节省时间；精确的体素尺寸和自动流程保证图像质量。

 

Crossbeam系列

 

蔡司双束电镜Crossbeam系列

 

Crossbeam 350

利用低真空操作，使用可变压力模式对含有气体或带电的样品进行原位实验。通过独特的Gemini电子光学系统和镓离子FIB镜筒Ion-sculptor，实现高质量成像。

 

Crossbeam 550

为您进行要求苛刻的材料表征并选择适合您的样品尺寸——标准尺寸或大尺寸。Gemini 2电子光学系统即使在低电压和高束流条件下亦可提供高分辨率。如需在高束流条件下获得高分辨率图像以及进行快速分析，这无疑是您的理想之选。

Crossbeam Laser

用于切割大量材料和制备大样品的仪器——交换舱内的飞秒激光助力原位研究，避免了舱室污染，并可配置于Crossbeam 350和550，快速找到深埋结构的入口以及制备要求苛刻的结构（如原子探针样品）。

 

Correlative Cryo Workflow（冷冻关联工作流程）

这种用于在冷冻条件下进行TEM薄片制备和体积成像的解决方案能够实现接近原生状态的成像。关联宽场显微镜、激光共聚焦显微镜和双束电镜， 同时保持多功能双束电镜的灵活性。

 

工作流程

 

加装飞秒激光系统的蔡司双束电镜Crossbeam Laser工作流程

LaserFIB工作流程助力您实现高分辨率成像和高通量分析

 

快速到达感兴趣的深埋位置，进行跨尺度的关联工作流程，通过大体积分析获得更好的样本代表性，并执行三维成像和分析。为您的Crossbeam系列加装飞秒激光系统，大幅度提升样品制备效率。

• 快速实现深埋结构的表征。

• 制备超大截面（宽度和深度可达毫米级）。

• 通过飞秒激光系统在真空环境中对样品进行加工，有效避免热效应对样品的损伤。

• 激光加工在独立的舱室内完成，不会污染电镜主舱室和探测器。

• 可与三维X射线显微镜进行关联，精准定位深埋在样品内部的感兴趣区域（ROI）。

点击观看视频

（观看动画了解如何在电子样品上进行LaserFIB工作流程。在该实验中，XRM无损定位缺陷，利用飞秒激光系统加工感兴趣区域（ROI）以使其暴露，从而使用FIB进行精细抛光，最后用SEM对其进行分析。）

 

1.执行激光加工的设置步骤
将样品装载到样品夹上并传送到双束电镜主舱室导入、覆盖和对齐蔡司关联工作区的三维X射线数据或二维光学显微镜图像等找到您的感兴趣区域，获取参考图像

 

2.对齐扫描电镜和激光坐标

• 使用SEM扫描四个样品架基准点以锁定样品和SEM坐标
• 将样品运送到集成飞秒（fs）激光室
• 使用飞秒激光扫描四个样品架基准点以锁定样品和激光坐标
• SEM和激光坐标现已对齐

 

自上而下的SEM视图

横截面SEM视图

3.加工大量材料

• 绘制您的激光图案
• 曝光您的激光图案
• 以优于2μm的目标精度快速去除大量材料

 

FIB抛光横截面

横截面，显示缺陷的细节

4.将样品传送到双束电镜主舱室，让您的双束电镜继续工作

• 已经能够观察到微结构细节
• 根据高分辨率成像的需要执行FIB抛光
• 使用新颖的工作流程创建TEM和原子探针样品
• 通过即时SEM反馈，快速优化激光方案

 

TEM薄片制备的工作流程

高效率、高质量地完成样品制备

 

导航到您的感兴趣区域

TEM薄片制备对于几乎每一位双束电镜用户显得至关重要。蔡司为特定位置的样品制备提供自动化工作流程，加工所得薄片适用于原子级别的高分辨率TEM和STEM成像和分析。导航到样品的感兴趣区域（ROI），为您从大块样品中提取包括感兴趣区域（ROI）在内的TEM薄片，以进行大体积切割或挖槽，并在适当的位置进行提取和减薄。

 

1.自动导航到样品的感兴趣区域（ROI）

• 无需耗时搜索感兴趣区域（ROI）即可开始工作流程
• 使用交換舱内的导航摄像头定位样本
• 集成的用户界面可以轻松导航到您的感兴趣区域（ROI）
• 让您受益于SEM的大型、无失真视场

 

2.自动样品制备（ASP）可从大块样品中制备薄片

• 通过简单的三步流程开始制备
• 定义配方，包括漂移校正、沉积以及粗磨和细磨
• FIB镜筒的离子光学器件可实现高通量工作流程
• 复制配方并根据要求重复操作，以开始批量制备

 

3.提取薄片

• 装入显微操作器并将薄片连接到其尖端
• 从大块样品上切下薄片
• 然后可以提取薄片并可以运送到TEM网格

 

4.减薄：最后一步很关键，因为它决定了您的TEM薄片质量

• 该仪器的设计使您能够实时监测减薄过程，获得所需薄片厚度
• 同时使用两个监测器信号来判断薄片厚度，一方面您可获得可重复制作的最终厚度（使用SE探测器），一方面您可控制表面质量（使用Inlens SE探测器）
• 制备高质量样品，其非晶化可忽略不计

 

冷冻条件下的TEM薄片制备和体积成像

 

蔡司冷冻配件工具包的组件

冷冻电镜技术可以检查接近原生状态的细胞结构。然而，用户面临着复杂的挑战，例如冷冻样品制备、去玻璃化、冰污染、样品丢失或不同成像模式之间无法关联。蔡司冷冻关联工作流程（Correlative Cryo Workflow）通过简单易用的无缝工作流程，关联宽场显微镜、激光共聚焦显微镜和双束电镜，以实现体积成像和TEM薄片的高效制备。该解决方案提供了针对冷冻关联工作流程需求而优化的硬件和软件，从荧光大分子的定位到高衬度体积成像和用于冷冻电子断层成像的薄片减薄。

 

接近原始状态的成像

• 多模式间无缝衔接的冷冻关联工作流程。保护样品不受到去玻璃化和冰污染的影响。
• 高分辨率冷冻荧光成像。
• 高对比度冷冻三维结构成像和三维重建。
• 用于冷冻透射的薄片制备。
• 用于满足冷冻和室温情况下的多种需求。

 

简化的工作流程，助力您专注研究
蔡司冷冻关联工作流程（Correlative Cryo Workflow）帮助您轻松应对来自冷冻条件下联接不同成像方式的挑战。该工作流程可以联接光学显微镜和电子显微镜，从而实现体积成像和TEM薄片的高效制备。专用配件简化工作流程，实现冷冻样品在显微镜之间的安全转移。蔡司联用软件ZEN Connect保障您的数据管理，让您对整个工作流程中所得数据均了如指掌。结合一系列处理工具，帮助您获得更佳的成像结果。

 

优异的部件为您带来出色的数据质量
得益于高兼容性的冷冻物镜和高灵敏度的Airyscan探测器，蔡司LSM系统让您能够以高分辨率探测和定位蛋白质和细胞结构，同时温和的激光和恒定的低温系统防止您的样品产生去玻璃化效应。即使不对您的样品进行重金属染色，蔡司双束电镜Crossbeam系列可以让您获得高对比度的三维结构成像。无论您是否跟进后续的TEM研究，这两种模式均为彻底研究超微结构提供了有价值的功能和结构信息。

 

多功能解决方案，让成像平台保持高效工作
不同于其他解决方案，该工作流程涉及的蔡司显微镜不仅可用于冷冻显微镜技术，也可用于室温的应用，这一点在显微镜不能完全用于冷冻实验的情况下尤其有益。将设备从冷冻状态转换为室温状态非常快速且无需专业技术，这种灵活性为用户提供了更多的实验时间，成像平台可以从更高的利用率和更快的投资回报中受益。

 

应用

 

材料科学

 

能源材料
锂离子电池关键特征的横截面以及LiMn2O4阴极材料的三维断层扫描和三维分析。横截面的特写显示了一张Inlens SE图像上的表面信息^A）。EDS 图像中镧（红色）和锰（绿色）的分布^B）。

 

工程材料
通过飞秒激光在铜半圆网格上制备H-bar薄片。左边的薄片宽400 μm，深215 μm，顶部存在约20 μm的厚度。由飞秒激光在34秒内加工完成。接下来FIB减薄步骤中需要的工作量大大减少。

 

工程材料
飞秒激光加工关键特点：经全自动加工而成的高熵合金压缩测试微柱阵列。

 

电子元件和半导体

 

电子元件
用激光加工电子元器件，从而达到深埋在860 µm以下的感兴趣区域（ROI）。

 

3D-NAND-FIB-SEM断层扫描
在3D NAND样本（商业购买所得）中获取的双束电镜断层扫描数据集。样品包装已打开，且样品被机械抛光至顶端字行处。数据采集是在蔡司双束电镜Crossbeam 550上使用蔡司Atlas 3D完成的。体素大小为4 x 4 x 4 nm³。
左：完整2 x 4 x 1.5 µm³体积的三维渲染
中：2 x 1.5 x .7 µm³大小的虚拟子体积，从上层到下层过渡区域的数据集中提取。
右：从体积中截取的单个水平切片，显示从上而下的字行视图。

 

电控器件——绝缘栅双极晶体管
绝缘栅双极晶体管（IGBT）器件分析。此分析全部在蔡司双束电镜Crossbeam 550上完成。
首先，切割栅电极的FIB横截面，暴露出不规则分布的暗特征（顶部）。
其次，从该横截面的左侧部分制备薄片，并通过30 kV STEM-in-SEM成像。这里显示的明场STEM图像显示了特征是结晶沉淀物（底部）。
第三，薄片的EDS元素面分析表明沉淀物是硅（右）。

 

三维堆叠芯片互连
蔡司双束电镜Crossbeam Laser提供快速、高质量的深埋在760 µm以下的铜柱微凸块横截面，总时间<1小时。
左：三维集成电路（IC）覆晶，用于通过激光加工和FIB抛光进行微凸块成像。
右：使用背散射电子获得的直径为25 µm的微凸块图像。