透射电镜(TEM)

透射电子显微镜(TEM分析)和扫描透射电子显微镜(STEM)是使用电子束对样品进行成像的类似技术。透射电镜和STEM分析的图像分辨率约为1-2 Å。高能电子(80-200 keV)通过电子透明样品(~100 nm厚)传输。TEM和STEM具有比SEM更好的空间分辨率,但通常需要更复杂的样品制备。

尽管TEM和STEM比许多其他常用分析工具更耗时,但可以从这些技术中获得各种信号,从而可以在纳米尺度上进行化学分析。除了高图像分辨率外,还可以表征晶体相位、晶体取向(使用电子衍射实验)、生成元素图(通过使用 EDS 或 EELS)并获取突出显示元素对比度的图像(Z 对比度或 HAADF-STEM 模式)。这些都可以从纳米尺度的精确定位区域完成。STEM 和 TEM 是用于薄膜和 IC 样品的出色故障分析工具。

TEM-STEM理想用途

  • 0.2 nm 分辨率的计量
  • 识别集成电路上的纳米级缺陷,包括嵌入颗粒和通孔残留物
  • 纳米级晶体相的测定
  • 纳米颗粒表征:尺寸、核/壳研究、团聚、退火效应...
  • 催化剂研究
  • 纳米级元素图
  • III-V族超晶格表征
  • 晶体缺陷表征(位错、晶界、空隙、堆垛断层)

TEM-STEM优势强项

  • 任何分析技术中空间分辨率最高的元素映射
  • 低于 0.2 nm (2 Å) 的图像分辨率
  • 小面积晶体学信息
  • 结晶与无定形材料之间的强烈对比,无需化学染色

TEM-STEM缺点限制

  • 显著的样品制备时间(1-4 小时)
  • 采样量小。样品通常为 ~100 nm 厚和 5×5 μm
  • 某些材料在高能电子束中不稳定

TEM-STEM技术规格

  • 检测到的信号:透射电子、散射电子、二次电子、X射线
  • 检测到的元素:B-U (EDS)
  • 检测限:0.1-1 at%
  • 成像/映射:是(EDS,EELS)
  • 极限横向分辨率:<0.2 nm

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