JEM-ARM200FNEOARM透射電子顯微鏡

“NEOARM” 標(biāo)配了日本電子獨(dú)自開發(fā)的冷場(chǎng)發(fā)射電子槍（Cold-FEG）和全新的高階球差校正器（ASCOR）。無論是在200kV的高加速電壓還是在30kV的低加速電壓下，均能實(shí)現(xiàn)原子級(jí)分辨率的觀察與分析。同時(shí)還配備了自動(dòng)像差校正系統(tǒng)，可以自動(dòng)進(jìn)行快速準(zhǔn)確的像差校正。新STEM成像技術(shù)（e-ABF法）可以更加簡(jiǎn)便地觀察到含有輕元素樣品的高清晰（襯度）圖像。

“NEOARM” 標(biāo)配了日本電子獨(dú)自開發(fā)的冷場(chǎng)發(fā)射電子槍（Cold-FEG）和全新的高階球差校正器（ASCOR）。無論是在200kV的高加速電壓還是在30kV的低加速電壓下，均能實(shí)現(xiàn)原子級(jí)分辨率的觀察與分析。同時(shí)還配備了自動(dòng)像差校正系統(tǒng)，采用日本電子獨(dú)自開發(fā)的像差校正算法，可以自動(dòng)進(jìn)行快速準(zhǔn)確的像差校正。由此實(shí)現(xiàn)了高通量的原子級(jí)分辨率成像。此外，新型STEM檢測(cè)器不依賴于加速電壓就可以獲得高襯度的輕元素圖像。因此，利用能增強(qiáng)輕元素襯度的新STEM成像技術(shù)（e-ABF法）可以更加簡(jiǎn)便地觀察到含有輕元素樣品的高清晰（襯度）圖像。

為了響應(yīng)近來已成為主流的遠(yuǎn)程操作的需求，NEOARM的電鏡室和操作室實(shí)行了分離式，主機(jī)使用了JEOL的新概念顏色—純白色和JEOL銀色，設(shè)計(jì)精煉時(shí)尚。

JEM-ARM200FNEOARM透射電子顯微鏡主要特點(diǎn)                                                                                                                                      

1.   球差校正器ASCOR（Advanced STEM Corrector）

“NEOARM”配備的新型球差校正器ASCOR能夠校正高階像差（即6重像散，目前阻礙透射電鏡分辨率進(jìn)一步提高的最大障礙。），ASCOR和Cold-FEG的組合實(shí)現(xiàn)了從高加速電壓到低加速電壓下的高分辨率。

2.   自動(dòng)像差校正軟件JEOL COSMO™（Corrector System Module）

JEOL COSMO™采用了全新像差校正算法(SRAM：Segmented Ronchigram Auto-correlation function Matrix)，校正像差不需要交換標(biāo)準(zhǔn)樣品也可以快速精確地校正至高階像差。與采用傳統(tǒng)校正算法的系統(tǒng)相比，JEOL COSMO™能夠高速處理數(shù)據(jù)，并且使操作進(jìn)一步自動(dòng)化。因此，客戶在工作流程中可以簡(jiǎn)便高效地進(jìn)行高分辨率觀察及各種元素分析。

3.   新ABF（Annular Bright Field）檢測(cè)器系統(tǒng)  

ABF檢測(cè)器作為高分辨觀察輕元素的有效手段已被廣泛使用。“NEOARM”支持能增強(qiáng)輕元素襯度的新ABF成像技術(shù)（e-ABF：enhanced ABF），實(shí)現(xiàn)了對(duì)含有輕元素樣品的原子級(jí)結(jié)構(gòu)的觀察。

4.   Perfect sight檢測(cè)器  

STEM系統(tǒng)標(biāo)配的Perfect sight檢測(cè)器作為混合檢測(cè)器，采用了由不同材料制成的閃爍器。該檢測(cè)器具有的寬電壓適應(yīng)性，不依賴于加速電壓始終都可以獲得高襯度的STEM圖像，并可用于定量STEM的分析研究工作。

5.   Viewing Camera系統(tǒng)

“NEOARM”標(biāo)配的Viewing Camera系統(tǒng)是以遠(yuǎn)程操控為前提而設(shè)計(jì)的利用雙相機(jī)觀察圖像的系統(tǒng)。此系統(tǒng)允許主機(jī)房和操作間分離，因此能夠靈活地安排操作環(huán)境。電鏡主機(jī)采用的純白色和JEOL銀色在室內(nèi)協(xié)調(diào)美觀，外觀設(shè)計(jì)精煉簡(jiǎn)潔。

6.   OBF System (Option) *

在新的成像方法“OBF STEM（最佳明場(chǎng) STEM）”中，通過分段式 STEM 探測(cè)器獲取的原始圖像被用作相位圖像重建的來源，并使用專用的傅里葉濾波器來所恢復(fù)圖像的信噪比。這種有前景的方法即使在極低的電子劑量條件下也能實(shí)現(xiàn)重元素和輕元素的更高對(duì)比度。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn) ADF 和 ABF STEM 方法難以觀察的對(duì)電子束敏感的材料，也可以在廣泛的放大倍數(shù)范圍內(nèi)以更高的對(duì)比度輕松進(jìn)行分析。K. Ooe, T. Seki, et al., Ultramicroscopy 220, 113133 (2021)

7.   STEM 低劑量成像

包括金屬有機(jī)框架（MOFs）和沸石在內(nèi)的對(duì)電子束敏感的材料需要降低電子劑量（通常，探針電流< 1.0 pA），同時(shí)保持輕元素框架的清晰原子對(duì)比度。對(duì)于此類低劑量實(shí)驗(yàn)，OBF STEM 具有優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)原子分辨率下的超高劑量效率 STEM 成像。

OBF STEM 圖像 MOF MIL-101（左）和 MFI 沸石（右）均在單次拍攝中獲得，右插圖中的 FFT 圖案也能觀察到 1 埃的高空間分辨率。此外，堆疊圖像平均（左插圖）證實(shí)了分辨率和對(duì)比度達(dá)到了很好的平衡。

左圖：Sample : MOF MIL-101

Instrument : JEM-ARM300F2，Accelerating Voltage : 300 kV，Convergence Semi-angle : 7 mrad，Probe current : < 0.15 pA，（Insets) FFT pattern and 50 frames averaged image

右圖：Sample : MFI Zeolite

Instrument : JEM-ARM300F2，Accelerating Voltage : 300 kV，Convergence Semi-angle : 16 mrad，Probe current : 0.5 pA，（Insets) FFT pattern

Sample courtesy of Prof. Zhenxia Zhao, Guangxi University

8.   高對(duì)比度輕元素成像

除了具有很高的劑量效率外，OBF STEM 在輕元素成像方面也具有優(yōu)勢(shì)。即使在較低的加速電壓下，也能實(shí)現(xiàn)輕元素的高對(duì)比度和高空間分辨率成像。

左圖：Sample : GaN [110]

Instrument : JEM-ARM200F，Accelerating Voltage : 60 kV，Convergence Semi-angle : 35 mrad

右圖：Sample : Graphene

Instrument : JEM-ARM200F，Accelerating Voltage : 60 kV，Convergence Semi-angle : 35 mrad

對(duì)于輕元素而言，更高的加速電壓能顯著提高其分辨率。

在復(fù)雜結(jié)構(gòu)內(nèi)部或沿高指數(shù)晶軸方向，每個(gè)原子列現(xiàn)在都能以深亞埃級(jí)的分辨率清晰分離。

在低劑量條件下，OBF STEM 的質(zhì)量非常出色，在配備 Cs 校正器的電子顯微鏡的標(biāo)準(zhǔn)探針條件下，其質(zhì)量還能進(jìn)一步提升。

   EDS圖片集                                                                                                                                    

1.   Strontium Titanate @200kv, 54.2pA（256*256像素）

2.   Strontium Titanate@200kv（高像素1024*1024）

3.  Semiconductor Devices@200kv（256*256像素）

4.  Silicon Nitride@200kv（256*256像素）

5.  Tungsten(IV) Sulfide@80kv（256*256像素）

6.  Gallium Nitride@60kv, 34.5pA（256*256像素）

7.  Strontium Titanate@30kv（256*256像素）