모든 픽셀에서 선량을 제어합니다.
EDM(Electrostatic Dose Modulator)은 전자 장치 및 소프트웨어 제어를 포함하여 사전 샘플 정전기 편향기가 있는 빠른 빔 블랭킹 시스템입니다. EDM은 또한 이미징 조건에 영향을 주지 않고 전자 조명을 감쇠할 수 있으므로 TEM 및 STEM 사용자가 샘플의 선량을 더 잘 제어할 수 있습니다.
선택적 동기화 업그레이드 EDM의 타이밍 및 동기화 기능을 다음 단계로 끌어 올립니다. Synchrony는 STEM 컨트롤러와 협력하여 샘플을 스캔할 때 프로브 빔 위치를 추적할 수 있습니다. EDM의 번개처럼 빠른 정전기 블랭킹은 각 픽셀에서 지정된 시간 동안 빔을 켜거나 빔을 블랭킹하여 선량에서 민감한 영역을 완전히 배제합니다.
기능
동기화 기능
임의의 패턴으로 각 STEM 픽셀에서 프로그래밍 가능한 선량
인접한 픽셀 간의 우수한 선량 대비
모든 형태의 관심 영역에서 선량 제외
용량 패턴 미리보기 및 샘플 구조에 정렬
자동화 친화적인 워크플로
다른 액세서리와 동기화
기술 사양
동기화 기능
| 매개 변수 | 사용 가능한 설정 | 최소. | 맥스. |
|---|---|---|---|
| 픽셀 드웰 시간 | 분해능 10ns | 2μs | 167 MS |
| STEM 분해능 | STEM 컨트롤러로 설정 | 1 X 1 픽셀 | 4,096 X 4,096 픽셀 |
| 그레이 레벨 | 도즈 시간을 10ns로 조정 증분 |
190 (최단 체류 시간) |
4,096 (드웰 시간 > 41μs의 경우) |
| STEM 컨트롤러 | JEOL AIP(기타 STEM 컨트롤러는 문의 [이메일 보호]) | ||
| 제어 인터페이스 | 소프트웨어 GUI, REST 자동화 서버 | ||
샘플 기능에 대한 표적 선량
사용자 친화적인 Synchrony Dose Painter 소프트웨어 각 샘플에 대한 용량 패턴을 사용자 정의할 수 있습니다.
왼쪽 :사용자는 샘플의 미리보기 이미지로 오버레이된 사용자 지정 용량 패턴(녹색)을 그립니다. 동기화는 위의 예와 유사하게 샘플에 용량을 적용하기 위해 이 패턴을 나타냅니다.
오른쪽 :사용자의 Synchrony 선량 패턴이 적용된 STEM 측정. 이미지 제공: The Rosalind Franklin Institute, UK.
적용 모델 :
갤러리 (Gallery)
임의 선량 패턴
이 데이터는 EDM Synchrony를 사용하는 Programmable STEM이 달성한 절묘한 제어를 보여줍니다.
(왼쪽) 다양한 고해상도 기능을 갖춘 사용자 정의 테스트 패턴. 각 픽셀의 회색 수준은 노출 시간을 Synchrony에 알려줍니다. 이 테스트 패턴은 JEOL GRAND ARM™2 TEM을 사용하여 Au 나노입자를 스캔하는 동안 사용되어 변조된 명시야 이미지를 생성했습니다(오른쪽).
로고 그래픽, 테스트 패턴 및 변조 이미지의 TEM 사진과 마찬가지로 나노 입자가 명확하게 보입니다.
이미지 제공: The Rosalind Franklin Institute, UK.
도스 페인팅
노출 마스크를 적용한 라텍스 구체를 사용한 회절격자 복제품의 환상 암시야 측정*
"가나가와 앞바다의 높은 파도" 노출 마스크.
Dose Painting은 정전기 블랭커를 STEM 스캔에 동기화하여 정확한 노출 패턴을 만듭니다. 여기서 우리는 JEM-ARM200F에서 200 keV 전자 빔을 사용하여 가츠시카 호쿠사이의 우키요에 "가나가와의 큰 파도"를 격자 복제 샘플에 노출시켜 이 기능을 보여줍니다. 원본 이미지와 Dose Painting이 작성한 Annular Dark Field 이미지를 비교한 결과에서 볼 수 있듯이 각 픽셀의 회색조 변화와 미세한 구조적 세부 사항이 충실하게 재현됩니다.
패턴은 IDES, Inc.의 Electrostatic Dose Modulator(EDM) Synchrony 시스템의 일부인 Dose Painter 소프트웨어를 사용하여 TEM에 적용되었습니다. 먼저, "The Great Wave off Kanagawa"의 컬러 이미지를 무료 오픈 소스 래스터 그래픽 편집기 GIMP를 사용하여 TIFF 형식의 1,024 x 1,024픽셀 회색조 노출 마스크로 변환했습니다. 다음으로, Dose Painter는 마스크를 펄스 시퀀스로 합성했습니다. EDM Synchrony는 정전기 블랭커를 지시하여 STEM 스캔의 각 픽셀에서 노출 시간을 제어했습니다. 체류 시간은 픽셀당 38.5μs였고 격자 복제품 표면의 노출 영역은 약 6.6μm x 6.6μm였습니다.
이 프로세스는 IDES의 EDM Synchrony가 장착된 모든 TEM에서 실행할 수 있습니다. 이 측정은 Gatan의 Digital Micrograph 3 및 DigiScan 3을 사용하여 수행되었습니다. JEOL TEM Center 및 FEMTUS™도 지원됩니다.
*데이터 제공: Lluis Lopez Conesa 박사, Centers Cientifics i Tecnologics de la Universitat de Barcelona(CCiTUB).
빔 손상 감소를 통한 True Area STEM 이미징
EDM(Electrostatic Dose Modulator) 동기를 갖춘 TAS(True Area STEM) 이미징 기술*1 STEM 이미징 중 표본 손상을 줄일 수 있습니다. EDM Synchrony는 JEOL STEM 시스템과 통합되어 완벽한 플라이백 블랭킹 솔루션을 제공합니다. 스캐닝 시스템에는 자기 코일의 응답이 시간에 따라 비선형이고 데이터가 수집되지 않는 사용할 수 없는 사전 스캐닝 영역이 있습니다. 이 사전 스캐닝 영역에서 불필요한 전자 방사선 손상이 발생할 수 있습니다.
데이터*2 위에는 리베카이트(광물)의 활석 샘플을 사용하여 얻은 STEM 이미지 배열이 있습니다.*3, 50회 스캔. 위쪽 행은 TAS 없이 획득한 이미지를 보여주고, 아래쪽 행은 TAS 모드에서 획득한 이미지를 보여줍니다. 위쪽 행에서는 사전 스캐닝 영역(시야 바로 바깥)의 전자빔에서 비롯된 손상으로 인해 시야의 왼쪽 가장자리에서 상당한 전자빔 손상이 관찰되었습니다. 반면, TAS 모드가 있는 아래쪽 행에서는 플라이백 조사로 인한 손상이 관찰되지 않았습니다.
1. EDM Synchrony에서 True Area Scan 모드를 사용할 수 있습니다. TEM 제어 시스템이 FEMTUS인 경우TM-MDP, EDM Basic과 EDM Synchrony 모두 TAS 모드를 제공할 수 있습니다.
2. 측정 조건: 장비 JEM-ARM300F2, 가속 전압 300 kV, 전자빔 전류 5 피코 암페어, 체류 시간 16 마이크로초, 픽셀 수 512 × 512.
3.크로키돌라이트 석면에서 엽상규산염(활석)과 각섬석(리베카이트)의 경계면.
빔 손상 감소를 통한 True Area Scan(TAS) EDS 측정
TAS는 스캔 플라이백 동안 전자빔을 차단하기 위해 고속 빔 블랭커를 사용하는데, 이 과정에서는 데이터가 수집되지 않습니다. 본 연구에서는 TAS를 사용한 전자 프로브 스캐닝과 사용하지 않은 전자 프로브 스캐닝을 비교합니다. TAS를 사용하지 않는 기존 스캐닝에서는 플라이백 영역에 불필요하게 높은 선량이 가해져 시편에 전자빔 손상을 유발하며, 특히 EDS와 같은 장시간 분석에서 그렇습니다. 반면, TAS를 사용한 스캐닝은 플라이백 영역에서 불필요한 선량을 방지하여 시편 손상을 크게 줄입니다. 결과적으로 분석 중 시편 손상 위험을 최소화하면서 안정적인 데이터를 얻을 수 있습니다.
원자 분해능 EDS 매핑(600프레임)으로 얻은 비교 결과를 보여줍니다. 기존 스캐닝에서는 장시간 EDS 분석 시 STEM 이미지와 Sr Lα 계수 감소에서 볼 수 있듯이 심각하고 매우 불균일한 시편 손상이 나타납니다. 반면, TAS를 적용하면 손상이 크게 감소하고 600회 스캔 후에도 이미지가 균일하고 거의 변하지 않습니다. 또한, 매우 높은 선량에서도 Sr Lα 계수가 약간만 감소하여 더욱 정확하고 신뢰할 수 있는 분석이 가능합니다.
EDM 동기화를 활용한 STEM 손상 감소
정전식 선량 변조기(EDM) 싱크로니의 선량 페인팅(Dose Painting) 기능을 사용하면 각 픽셀의 전자 선량을 조정할 수 있습니다. 여기에서는 싱크로니가 원자 분해능 STEM(STEM)에서 조사되는 영역을 아원자 정밀도로 제어하여 전자빔 손상을 줄이는 방법을 보여줍니다. SrTiO의 원자 분해능 스캔에서3, 우리는 대비가 큰 Sr 원자 기둥 근처의 영역만 조명하여 진공 영역과 다른 원자 기둥의 노출을 피하면서 결정 격자를 추적할 수 있습니다.
이를 통해 스캔당 손상을 크게 줄여 장시간 정량 분석이 가능합니다. 아래에서는 10분 연속 스캔 후에도 X선 강도 손실이 미미함을 확인할 수 있습니다. 코딩에 익숙한 고급 사용자를 위해 Synchrony의 자동화 인터페이스를 통해 원자 분해능 예비 스캔을 기반으로 원하는 회색조 노출 마스크를 정의하여 샘플에 맞게 이 접근 방식을 맞춤 설정할 수 있습니다. 이를 통해 손상을 줄이고 원하는 정보의 복원력을 높이기 위해 선량을 구체적으로 설정할 수 있습니다.
Dose Painting이 설정한 마스크 패턴
일반 스캔
트루 에어리어 스캔
실제 영역 스캔 + 마스크 포함
이미지 A, B 및 C는 10분간 전자빔을 조사한 후 촬영한 환형 암시야(ADF) 이미지입니다.조사 조건은 다음과 같습니다.A는 표준 STEM 모드에서 촬영했고, B는 True Area Scan 모드(즉, 플라이백 중에 빔을 차단)에서 촬영했으며, C는 Dose Painting을 사용하여 마스크와 결합한 True Area Scan 모드에서 촬영했습니다.그래프 D, E 및 F는 10분간의 조사에 걸쳐 선량이 증가함에 따라 스트론튬의 X선 강도가 변화한 것을 보여줍니다.A는 D에 해당하고, B는 E에 해당하고, C는 F에 해당합니다.ADF 이미지와 X선 강도의 감쇠는 True Area Scan과 Dose Painting을 결합하면 샘플의 손상이 크게 줄어든다는 것을 보여줍니다.
EDM을 사용한 시간 분해능 DPC 이미징
정전선량 변조기(EDM)는 TEM 및 STEM의 스트로보스코픽 측정을 간소화합니다. 이 응용 노트에서는 펄스 조명을 통해 이미 빠른 SAAF 쿼드 분할 검출기를 사용하여 차등 위상 대비(DPC) 이미징의 시간 분해능을 향상시킵니다.1. 샘플2 Hummingbird Scientific의 바이어싱 샘플 홀더에 있는 칩에 장착됩니다. 각 STEM 픽셀마다 파형 생성기가 바이어스 전압을 -5V에서 +5V 사이로 증가시킵니다. 가변 지연 시간 후, 고속 정전 셔터 입력으로 로직 레벨 펄스가 전달되어 프로브 빔이 2μs 동안 켜집니다. 데이터 수집은 자동화될 수 있습니다.
노출 펄스의 지연 시간을 변경함으로써 바이어스 파형 동안 각기 다른 시간에 샘플을 측정합니다. 각 지연 시간(왼쪽 타이밍 다이어그램에 점으로 표시)마다 완전한 STEM 이미지가 기록됩니다. 각 STEM 이미지의 기록에는 10초 이상 걸리지만, 측정 시간 분해능은 2μs 노출 펄스에 의해 결정됩니다. 샘플 여기(excitation)는 현장 홀더(in-situ holder)인 IDES Luminary를 사용하여 수행할 수 있습니다.TM 샘플에서 반복 가능한 역학을 생성하는 마이크로 또는 기타 시스템입니다.
SiC MOS 커패시터의 tr-DPC 측정에서 선택된 이미지. 샘플의 필드는 각 프로브 위치에서 빔의 편향을 통해 관찰됩니다. 이미지 상단 행의 강도는 편향의 크기를 나타내고, 색상은 방향을 나타냅니다. 이러한 발산은 전하 밀도를 나타내며, 수집 소프트웨어(이미지 하단 행)에 의해 자동으로 계산됩니다. 필드는 SiC(왼쪽)와 Al(오른쪽) 사이의 산화물 계면에 집중됩니다. t = 15μs에서 바이어스는 XNUMXV를 교차하고 필드의 극성이 변경됩니다.
1. 측정 조건: JEM-F200 장비, 가속 전압 200 kV, STEM 로렌츠 모드, 유지 시간 50 마이크로초, 픽셀 수 512 × 512. 실험 설정도는 간략하게 표시되었습니다. 자세한 구성 정보는 가까운 JEOL 영업소에 문의하십시오.
2. 샘플은 Al, SiO로 제작된 MOS 커패시터입니다.2, 두께 200nm의 n형 SiC는 Fuji Electric Co. Ltd.에서 제공합니다.
