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電鏡製樣在新能源及半導體行業的應用

點擊次數:719 更新時間:2023-12-15

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近年來,隨著新能源及半導體行業的蓬勃發展,湧現出大量新型材料及產品,其複雜的結構和組成、特殊的物理和化學性質,對這些材料的電鏡製樣過程帶來巨大的挑戰。




具體(ti) 如下:

  • 材料尺寸分布範圍大,對加工方法的通用性帶來巨大挑戰;

  • 加工範圍大、精度高,要求設備能夠定點、大範圍加工;

  • 多層結構、組成複雜,對樣品加工造成較大難度;

  • 材料對熱量敏感、或者極易與(yu) 空氣中的水汽或氧氣反應,對加工、運輸環境要求嚴(yan) 苛。




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針對上述材料特點和電鏡製樣難點,徠卡顯微係統推出三種加工策略和兩(liang) 種設備,以便能盡可能真實地展現出材料表麵及體(ti) 相結構。




1、離子束切割/拋光(徠卡EM TXP → 徠卡EM TIC 3X)



對於(yu) 絕大部分常見樣品,無論是塊材、片材、薄膜、顆粒或者粉末(包埋後),均可使用精研一體(ti) 機(徠卡EM TXP)對其進行精準的定點切割、研磨和拋光,接近我們(men) 所感興(xing) 趣的位置(預留~50 μm),再使用三離子束切割儀(yi) (徠卡EM TIC 3X)進行無應力切割,直接暴露出目標位置。或者也可以在機械拋光後,使用徠卡TIC 3X對其進行大範圍離子束拋光,去除應力損傷(shang) 層,暴露出幹淨平整的樣品表麵。




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2、超薄切片(徠卡EM TXP → 徠卡EM UC7/FC7)

對於(yu) 高分子材料、晶體(ti) 和較軟的金屬材料,我們(men) 能夠先使用修塊機或徠卡TXP對其表麵進行修整,再使用鑽石刀切出規整的表麵,隨後就能夠借助超薄切片技術,加工出100 nm以下的薄片,進行透射電鏡的觀察。同時,該策略也能逐層去除表麵材料,暴露出內(nei) 部結構、缺陷或者雜質,再通過掃描電鏡、能譜等儀(yi) 器,表征確定其形貌與(yu) 成分。



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3、離子減薄(徠卡EM TXP → EM RES102)


對於(yu) 塊狀、片狀、甚至薄膜材料,我們(men) 可以使用TXP對其進行預加工,得到厚度小於(yu) 30 μm,直徑為(wei) 3 mm的圓片,再通過離子減薄儀(yi) (徠卡EM RES102)進行中央的薄區加工,用於(yu) 透射電鏡觀察。




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4、高真空鍍膜(徠卡EM ACE600)


高真空鍍膜能夠幫助我們(men) 消除電鏡觀察過程中電荷積聚效應,避免電子束對樣品表麵的熱損傷(shang) ,提高對表麵細微結構的分辨能力。同時,一款優(you) 秀的鍍膜儀(yi) 能夠更加真實地展現出材料表麵的細微的立體(ti) 結構。




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5、冷凍真空傳(chuan) 輸(徠卡EM VCT500)


對於(yu) 一些活潑材料,其材料本身或者新鮮截麵極易於(yu) 空氣中的水或氧氣反應,隻是表麵形貌和化學組成改變,甚至可能造成燃燒、爆炸等危害。此時,徠卡推出的真空冷凍傳(chuan) 輸係統能夠有效避免樣品在轉移、運輸過程中,與(yu) 環境氣體(ti) (水汽或氧氣)接觸,保護樣品。同時,該裝置還能夠長時間(>= 80 min)保持低溫(<-180攝氏度)和高真空(5*10-6 ~ 7*10-6 mbar),為(wei) 客戶提供充足的時間進行樣品轉移運輸。




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