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1. 设备型号
TF20 场发射透射电镜,配备能谱仪
2.原理
TEM(Transmission Electron Microscope, 透射电子显微镜) 具有较高的分辨率是半导体失效分析领域最常用的仪器之一,其以高能电子束作为光源,用电磁场作透镜,将经过加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上,电子和样品中的原子因碰撞改变方向,从而产生立体角散射。散射角的大小与样品的密度、厚度相关,因此可以形成明暗不同的影像。TEM的一个突出优点是具有较高的分辨率,可观测极薄薄膜的形貌及尺寸。
3. 仪器参数
加速电压 | 200KV |
高分辨极靴(S-TWIN) | |
点分辨率 | 0.24nm |
线分辨率 | 0.14nm |
STEM(HAADF)分辨率 | 0.19nm |
电子束能量色散 | <0.7eV |
最大束流 | >100nA |
1nm束斑最大束流 | >0.5nA |
样品最大倾斜角 | ±40° |
EELS(Gatan Enfina)能量分辨率 | 0.7eV |
EDAX能谱仪 (EDS) | 5B~92U |
能量分辨率 | ~130eV(Mn KL线) |
4. 设备功能及应用范围
主要用于无机材料微结构与微区组成的分析和研究,仪器的功能包括:
(1)电子衍射:选区衍射、微束衍射、会聚束衍射;
(2)成像:明场像(BF)、暗场像(DF)、衍射像、高分辨像(HREM)、扫描透射像,环角暗场像(HAADF);
(3)微区成分:EELS和EDS能谱的点、线和面分析;
应用范围:
(1)材料范围:除磁性材料之外的任何无机材料,包括粉体、薄膜和块材;不适用于有机和生物材料。
(2)表征范围:微观形貌、颗粒尺寸、微区组成、元素分布、元素价态和化学键、晶体结构、相组成、结构缺陷、晶界结构和组成等。
5. 送样需知
5.1粉末样品基本要求
(1)单颗粉末尺寸最好小于1μm;
(2)无磁性;
(3)以无机成分为主,否则会造成电镜严重的污染,高压跳掉,甚至击坏高压枪;
5.2块状样品基本要求
(1)需要电解减薄或离子减薄,获得几十纳米的薄区才能观察;
(2)如晶粒尺寸小于1μm,也可用破碎等机械方法制成粉末来观察;
(3)无磁性;
6. 案例分析
(1)FIB+HRTEM+EDS 半导体薄膜领域;
(2)FIB+TEM+EDS 半导体LED领域;
(3)磨抛+离子减薄+HRTEM 量子阱领域;
(4)g=0002 刃位错观察;
(5)g=11-20螺旋位错和混合位错观察;
(6)FIB+HRTEM+EELS 纳米线截面观察及能谱分析。
责任编辑:tzh
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