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AFM/SEM二合一顯微鏡,一鍵觸達感興趣區域,三維形貌輕松表征!

更新時(shí)間:2024-05-28點(diǎn)擊次數:133

在材料學(xué)和微納器件等領(lǐng)域,微觀(guān)結構對宏觀(guān)性能起到關(guān)鍵作用。然而,在研究過(guò)程中,要對關(guān)鍵性微觀(guān)區域的原位性能研究卻困難重重。最常遇到的情況是:在SEM上找到了感興趣的微區域,當把樣品轉移到AFM等設備上時(shí),又需要很長(cháng)的時(shí)間再找回相應的微區域進(jìn)行表征。對于一些納米級的微區域,后續表征時(shí)定位起來(lái)更加困難,甚至會(huì )錯過(guò)相關(guān)微區域的表征。對于具有一定高度的微結構,即3D微結構,主流的表征手段僅僅能通過(guò)SEM對其形貌進(jìn)行觀(guān)察,而相關(guān)的三維形貌表征一般很難進(jìn)行,為相關(guān)研究帶來(lái)了不便。


針對上述難點(diǎn),Quantum Design公司研發(fā)推出了聯(lián)合共坐標AFM/SEM二合一顯微鏡-FusionScope。在FusionScope中,SEM和AFM通過(guò)其內置的共坐標系統進(jìn)行結合。在使用過(guò)程中,只需要在SEM成像結果中點(diǎn)擊相關(guān)位置,FusionScope就可以自動(dòng)引導AFM探針到相關(guān)位置,然后進(jìn)行AFM表征。為了滿(mǎn)足不同的研究需要,FusionScope不僅可對微結構的三維結構進(jìn)行成像,還可以對區域的電學(xué)、磁學(xué)和力學(xué)等性能進(jìn)行表征。隨著(zhù)FusionScope設備的推出,已有多個(gè)課題組利用FusionScope在一些高水平的國際期刊發(fā)表了相關(guān)的研究成果。


AFM/SEM二合一顯微鏡,一鍵觸達感興趣區域,三維形貌輕松表征!

AFM/SEM二合一顯微鏡,一鍵觸達感興趣區域,三維形貌輕松表征!



FusionScope設備圖片以及可以提供的微觀(guān)表征手段


BaTiO3陶瓷的晶界勢壘研究


AFM/SEM二合一顯微鏡,一鍵觸達感興趣區域,三維形貌輕松表征!


奧地利TDK公司與格拉茨技術(shù)大學(xué)(Graz University of Technology)合作,利用Quantum Design公司推出的AFM/SEM二合一顯微鏡-FusionScope對BaTiO3陶瓷的晶界勢壘進(jìn)行了直接的測量,明確了晶界勢壘能量變化的相關(guān)微觀(guān)機理。相關(guān)成果發(fā)表在SCI期刊《Scripta Materialia》。



AFM/SEM二合一顯微鏡,一鍵觸達感興趣區域,三維形貌輕松表征!

在3V的電壓下FusionScope的a)原子自理顯微鏡(Atomic Force Microscopy, AFM)對樣品形貌的成像效果和b) 靜電力顯微鏡(Electrostatic Force Microscopy, EFM)下相同電壓且同一區域的成像結果


AFM/SEM二合一顯微鏡,一鍵觸達感興趣區域,三維形貌輕松表征!


通過(guò)FusionScope獲得的(a)SiO2含量為0%和(c)SiO2含量為5%的BaTiO3陶瓷樣品的EFM結果。(b)和(d)為(a)和(c)同一微區的背散射電子成像結果


AFM/SEM二合一顯微鏡,一鍵觸達感興趣區域,三維形貌輕松表征!

通過(guò)FusionScope獲得的(a)EFM成像結果,(b)同一區域的背散射衍射(EBSD)結果和(c)該區域的背散射電子成像結果


3D等離子體納米結構研究



AFM/SEM二合一顯微鏡,一鍵觸達感興趣區域,三維形貌輕松表征!

格拉茨技術(shù)大學(xué)相關(guān)團隊提出基于聚焦電子束誘導沉積(Focused Electron Beam Induced Deposition,FEBID)方法制備具有精確納米尺度3D幾何結構的等離子體納米結構。在完成3D納米結構的制備后,通過(guò)FusionScope對相應的3D納米結構進(jìn)行了原位幾何尺寸的表征。根據FusionScope測量所獲得的數據,對微結構的等離子性能進(jìn)行模擬計算。通過(guò)對比發(fā)現,微結構的計算等離子表現與實(shí)驗測量結果一致。相關(guān)結果在SCI期刊《Advanced Functional Materials》上發(fā)表。


AFM/SEM二合一顯微鏡,一鍵觸達感興趣區域,三維形貌輕松表征!

制備、清除和3D加工能力展示。(a)氣體注入系統(GIS)將金屬氣體前驅物分子(Me2(acac)Au(III))注入到基底附近,利用聚焦電子束形成在基底上形成沉積。(b-g)展示了FEBID制備復雜構型的3D納米結構的能力。(h)為運用聚焦電子束去除碳的過(guò)程


AFM/SEM二合一顯微鏡,一鍵觸達感興趣區域,三維形貌輕松表征!


不同平面結構的等離子體測量結果。(a)為利用FusionScopeTM的原位AFM測量的在制備后和清除后的微納結構變化區別。(b)為通過(guò)原位AFM測量的在去除前后所制備納米結構的體積變化。(c)為部分去除樣品的STEM-EELS能譜。(d-l)為不同設計下的等離子體測量結果


AFM/SEM二合一顯微鏡,一鍵觸達感興趣區域,三維形貌輕松表征!


利用FusionScopeTM獲取用于模擬的數據。(a-b)在FusionScopeTM中利用SEM對AFM進(jìn)行引導,在放置在TEM網(wǎng)格上的Au納米線(xiàn)進(jìn)行測量。(c)對FusionScopeTM所獲得的數據和TEM所獲得的數據進(jìn)行相互驗證。(d)FusionScopeTM測量Au納米線(xiàn)的高度為24 nm,半峰寬為51 nm


人工骨骼樣品微觀(guān)表征研究



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人工骨骼樣品放置在FusionScope的樣品臺上。右方為FusionScope對人工骨骼的特定區域進(jìn)行三維表征


AFM/SEM二合一顯微鏡,一鍵觸達感興趣區域,三維形貌輕松表征!


FusionScope對樣品的微結構三維形貌進(jìn)行表征


相關(guān)產(chǎn)品

1、FusionScope多功能顯微鏡

https://www.chem17.com/st166724/product_37318248.html


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