콘코컬 전자현미경 검사

Scanning confocal electron microscopy

SCEM(scanncocal electronic 현미경 검사)은 SCOM(concocal 광학 현미경 검사)과 유사한 전자 현미경 검사 기법이다. 이 기법에서 연구된 샘플은 전송 전자 현미경 검사나 전자 현미경 검사 같은 다른 스캔 현미경 검사 기법에서와 마찬가지로 집중 전자 빔에 의해 조명된다.그러나 SCEM에서 수집 광학 장치는 광학 광학 장치에 대칭적으로 배열되어 빔 포커스를 통과하는 전자만 수집한다.이로 인해 이미징의 심층 분해능이 월등히 향상된다.이 기술은 비교적 새롭고 활발하게 개발되고 있다.

역사

SCEM에 대한 생각은 SCOM에서 논리적으로 따르기 때문에 다소 오래된 것이다.그러나 실용적인 설계와 스캐닝 콘포칼로컬 전자현미경의 시공은 네스토르 J.잘루섹이 먼저 해결한 복잡한 문제다.[1][2][3][4]그의 첫 번째 스캐닝 콘포칼로컬 전자현미경은 SCEM의 3D 특성을 입증했지만 고에너지 전자로 달성할 수 있는 나노미터 미만의 횡방향 공간 분해능을 실현하지 못했다(80nm의 횡방향 분해능만 입증되었다).몇몇 그룹은 현재 원자 분해능 SCEM의 건설에 대해 연구하고 있다.[5]특히 원자적으로 분해된 SCEM 영상은 이미 획득했다[6][7].

작전

SCEM의 개략도

샘플은 초점 전자빔에 의해 조명이 되고, 빔은 검출기에 다시 초점을 맞추어서 포커스를 통과하는 전자만 수집한다.이미지를 생성하려면 빔을 측면 스캔해야 한다.원래의 설계에서 이것은 동기화된 스캐닝과 디캐닝 디플렉터를 배치함으로써 달성되었다.그러한 설계는 복잡하고 몇 개의 맞춤형 설정만이 존재한다.또 다른 접근방식은 고정식 조명과 채취를 사용하되, 고정밀 피에조 제어 홀더로 시료를 이동하여 스캔을 수행하는 것이다.그러한 홀더는 쉽게 구할 수 있고 대부분의 상업용 전자현미경에 적합할 수 있으므로 SCEM 모드를 실현할 수 있다.실제적인 실증 실험으로서 원자적으로 분해된 SCEM 영상이 기록되었다.[6][7]

이점

입사 입자의 높은 에너지(200 keV 전자 대 2 eV 광자)는 SCOM(측면 분해능 <1nm vs)에 비해 SCEM의 공간 분해능이 훨씬 높다.>400 nm).

기존의 전자현미경 검사(TEM, STEM, SEM)와 비교했을 때, SCEM은 3차원 영상을 제공한다. SCEM의 3D 영상화는 SCEM의 공초점 기하학으로부터 기대되었고, 최근에는 이론 모델링에 의해 확인되었다.[8]특히 깊이가 약 10nm인 가벼운 매트릭스(알루미늄)에서 중층(금)을 식별할 수 있을 것으로 예측되는데, 이 깊이 분해능은 전자빔의 수렴각도에 의해 제한되며, 5차 구면 이상 코리 2개가 장착된 차세대 전자현미경에서는 몇 나노미터로 개선될 수 있다.개략적으로 [9]바꾸다

참고 항목

참조

  1. ^ 잘루제크, N.J. (2003) "콘포칼로컬 전자현미경 스캔" 미국 특허 6,548,810
  2. ^ Zaluzec, N.J. (2003). "The Scanning Confocal Electron Microscope" (PDF). Microsc. Today. 11 (6): 8. doi:10.1017/S1551929500053384. S2CID 136126207.
  3. ^ Zaluzec, N.J. (2007). "Scanning Confocal Electron Microscopy". Microsc. Microanal. 13: 1560. doi:10.1017/S1431927607074004. S2CID 232391298.
  4. ^ Frigo, S.P.; Levine, Z.H. & Zaluzec, N.J. (2002). "Submicron imaging of buried integrated circuit structures using scanning confocal electron microscopy". Appl. Phys. Lett. 81 (11): 2112. Bibcode:2002ApPhL..81.2112F. doi:10.1063/1.1506010.
  5. ^ "Dr. Peter Nellist". materials.ox.ac.uk.
  6. ^ a b Hashimoto, Ayako; Takeguchi, Masaki; Shimojo, Masayuki; Mitsuishi, Kazutaka; Tanaka, Miyoko; Furuya, Kazuo (2008). "Development of Stage-scanning System for Confocal Scanning Transmission Electron Microscopy". E-J. Surf. Sci. Nanotech. 6: 111–114. doi:10.1380/ejssnt.2008.111.
  7. ^ a b Takeguchi, M.; Hashimoto, A.; Shimojo, M.; Mitsuishi, K.; Furuya, K. (2008). "Development of a stage-scanning system for high-resolution confocal STEM". Journal of Electron Microscopy. 57 (4): 123–127. doi:10.1093/jmicro/dfn010. PMID 18603569.
  8. ^ Mitsuishi, K; Iakoubovskii, K; Takeguchi, M; Shimojo, M; Hashimoto, A; Furuya, K (2008). "Bloch wave-based calculation of imaging properties of high-resolution scanning confocal electron microscopy". Ultramicroscopy. 108 (9): 981–8. doi:10.1016/j.ultramic.2008.04.005. PMID 18519159.
  9. ^ Nellist, P. D.; Behan, G.; Kirkland, A. I.; Hetherington, C. J. D.; et al. (2006). "Confocal operation of a transmission electron microscope with two aberration correctors". Appl. Phys. Lett. 89 (12): 124105. Bibcode:2006ApPhL..89l4105N. doi:10.1063/1.2356699.