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电子显微镜的环境解决方案

发布时间:2021-01-07   点击次数:1837次

电子显微镜简述:

 

1、发展历史:

  扫描电子显微镜(SEM)于1935年起源于Max Knoll。该设计在接下来的几年中由Manfred von Ardenne进一步开发。 尽管有这些早期的贡献,查尔斯·奥特利教授还是公认为扫描电子显微镜之父。 在1950年代和1960年代,剑桥大学的Oatley教授开发并完善了这项技术,使其成为可商业化的仪器。

 

SEM在色谱柱的顶部装有电子枪,该电子枪以热电子方式产生电子束。当该光束沿色谱柱向下传播时,线圈将作为透镜进行调节,这些透镜会聚焦光束并使光束在真空室中的样品上形成光栅。 当电子束扫描样品时,二次电子从样品中发射出来。 腔室内的探测器收集这些电子以产生样品图像。

 

与光学显微镜不同,SEM不受可见光衍射极限的限制。这使研究人员能够以数十万倍的倍率成像。 该技术还保持了极好的景深,使用户可以清楚地分辨出样品的表面特征。

 

除了主要优点外,扫描电子显微镜还被证明是一种通用平台,可增加简单成像以外的功能。 可以用场发射枪(FEG)替代或补充热电子枪,这样可以大幅提高SEM的空间分辨率。 SEM可以配备聚焦离子束(FIB)功能,从而进行离子束研磨和沉积。 能量色散X射线光谱仪(EDS或EDX)允许用户使用电子束撞击样品时产生的X射线分析样品的化学成分。 通过在腔室添加探针,用户可以分析样品的导电率。 SEM平台也可以装配用于光刻和微加工应用。

 

2、典型应用:

•数据存储

•能源研究

•故障分析

•材料科学

•医疗器械

•采矿与地质学

•药物研究

•半导体研究

 

 

电子显微镜的环境控制:

电子显微镜(比如SEM)用于以超高放大倍数观察极小的特征尺寸,容易受到环境干扰的影响。SEM是相对大型的仪器,通常具有内置被动振动隔离机制。虽然它们对高频振动相对不敏感,但是SEM仍然容易受到低频振动的影响,尤其是建筑物的振动。SEM制造商制定了仪器正常运行的大可接受振动、电磁干扰和声音噪声标准。每个仪器相关的安装要求文件中都包含了这些标准。SEM制造商在安装前通常需要对振动测量设备进行现场勘测以确认安装现场是否符合规范,如不符合,客户则需要签署豁免书,表明仪器可能无法达到性能。因此,为了获得准确的图像数据,将SEM放置在建筑物较高楼层或地震振动级别明显的区域时,通常需要辅助隔振系统。而主动振动控制系统可以说是这种情况下的解决方案。

 

此外,由于成像技术利用了电磁力电子,显微镜对EMI也很敏感。所以在安装时,应注意不要将SEM放在靠近大量EMI来源的地方,例如移动车辆、电梯或HVAC机械。否则,如果存在过多的EMI时,用户将需要在SEM周围安装EMI消除系统或者构建一个大型EMI屏蔽层。

 

 

电子显微镜的高级解决方案:

电子显微镜将样本图像放大一百万X倍以上需要的数据质量和的环境稳定性。 二十多年来,环境稳定性一直是Herzan的专长领域,为无数应用(尤其是电子显微镜)提供了振动、声学和EMI隔离解决方案。其产品涵盖了电子显微镜适用的所有形式的环境隔离系统。一直以来,Herzan希望与研究人员合作,促进数据采集发展。

 

1、解决方案:模块化/面板式隔音箱 (问题:声学噪音)

Herzan精心阐述了每个电子显微镜隔音箱的设计,以代表每种应用的具体需求。 结合每种实验室环境特有的可访问性和形状适应性,Herzan的模块化和面板式隔音箱为用户提供物超所值的解决方案。

 

2、解决方案:AVI系列 (问题:振动噪音)

AVI系列是一款低调,模块化,主动隔振系统,能够在所有六个自由度上实现亚赫兹振动隔离。 AVI系列能够提供一致且可靠的亚赫兹振动隔离性能,是在环境中遭遇低频振动噪声的所有电子显微镜的理想解决方案。

 

 

 

 

3、解决方案:Spicer系统 (问题:EMI噪音)

Spicer磁场消除系统可为高分辨率电子显微镜提供经济高效,免维护的环境磁场屏蔽。 Spicer系统为交流和直流电场提供了消除效果,可在较宽的频率范围内显着降低EMI。

 

 

4、其他解决方案:

•现场调查分析设备

•电子显微镜起重设备

•假底平台

•AVI系列的低频隔振升级(LFS系统)

 

SEM图像对比图:

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