El nacimiento de SEM3300, el "REY" de la microscopía electrónica de barrido con filamento de tungsteno

La microscopía electrónica de barrido (SEM) con filamento de tungsteno es rentable, fácil de mantener, relativamente simple de operar y requiere menos espacio, lo que facilita su uso por parte del público en general. Sin embargo, durante mucho tiempo, la resolución del SEM de filamento de tungsteno ha estado estancada, lo que dificulta la búsqueda de una mayor resolución por parte del usuario.

 

CIQTEK presentó recientemente el SEM3300 , un microscopio electrónico de barrido con filamento de tungsteno que ha aumentado con éxito su resolución de 20 kV a 2,5 nm, ¡una mejora del 16 % con respecto a los microscopios electrónicos de filamento de tungsteno comunes!
Resolución de 3 kV de 4 nm, ¡una mejora doble!
Resolución de 1 kV de 5 nm, ¡una mejora triple! 

¡Redefine el estándar de la industria de la microscopía electrónica de barrido con filamento de tungsteno al superar significativamente a la microscopía electrónica de filamento de tungsteno ordinaria en todas las bandas de voltaje!

 

CIQTEK SEM3300

 

Las siguientes tres imágenes son imágenes reales de partículas de oro estándar a diferentes voltajes, cada tamaño de partícula es de alrededor de 300 nm, con bordes nítidos, detalles ricos y alturas distintas.

 

 Imágenes de partículas de oro estándar a diferentes voltajes tomadas con SEM3300

  

Es bien sabido que el material del diafragma de las baterías de litio tiene una conductividad eléctrica deficiente y poros diminutos, y se debe utilizar un microscopio electrónico de emisión de campo de alta resolución y bajo voltaje para capturar mejores imágenes.

La figura a muestra el efecto del SEM de filamento de tungsteno convencional; los detalles son borrosos y poco claros. SEM3300 logra esta difícil tarea sin esfuerzo, los poros del tabique son claramente visibles a 1 kV y los bordes de los poros son lo suficientemente afilados para la inspección del tabique (Figura b).

 

 
Figura a: Tabique de una batería de litio fotografiado mediante SEM de filamento de tungsteno convencional, con detalles borrosos y poco claros 

 

Figura b: Diafragma de batería de litio fotografiado por SEM3300, los poros del diafragma son claramente visibles y el borde afilado del orificio

 

 

¿Cómo el CIQTEK SEM3300 está redefiniendo el SEM con filamento de tungsteno?

 

El equipo de I+D de CIQTEK SEM analizó los principales factores que limitan la resolución del SEM con filamento de tungsteno:

La estructura de emisión del filamento de tungsteno es una estructura de 3 electrodos con cátodo, compuerta y ánodo. Con un voltaje de aceleración bajo, el brillo del filamento se reducirá significativamente por el efecto de carga espacial y la aberración de la fuente de electrones. Con una energía de aterrizaje baja, las aberraciones cromáticas y de difracción causadas por la dispersión de energía son grandes, lo que da como resultado un punto de haz grande. Para garantizar la eficiencia de recolección del detector de electrones secundario lateral, la distancia de trabajo es relativamente grande y el aumento del objetivo no es lo suficientemente grande.

 

En respuesta a estos problemas, CIQTEK agregó un tubo de alto voltaje de 10 kV desde el ánodo directamente a la zapata polar de la lente del objetivo dentro del cilindro del espejo, que en sentido figurado llamamos túnel de alto voltaje. A continuación se muestra un ejemplo de energía de aterrizaje de 1 kV.

 

 

En el extremo superior del túnel de alto voltaje: se forma un fuerte campo eléctrico de 11 kV entre el cátodo y el ánodo, y la intensidad del campo de la superficie del filamento es extremadamente alta. Una gran cantidad de electrones calientes superan la limitación del efecto de la carga espacial sobre el brillo del haz y aumentan significativamente el brillo del haz.
En el otro extremo del túnel de alto voltaje: la boca del tubo y la zapata polar inferior de la lente objetivo forman una lente eléctrica de campo de desaceleración de 10 kV, que forma un espejo complejo con la lente magnética, reduciendo así efectivamente el coeficiente de aberración esférica y cromática. coeficiente de aberración de este complejo espejo.

 

Además, el detector de electrones en el cilindro del espejo puede recolectar la mayoría de los electrones secundarios acelerados a una distancia de trabajo muy corta con una eficiencia de recolección de hasta el 90%, que es varias veces mayor que la intensidad de la señal del detector ET lateral de un Filamento de tungsteno convencional.

Combinando todas estas innovaciones, el CIQTEK SEM3300 finalmente rompe el techo de décadas de limitación de la resolución del filamento de tungsteno en todo el rango de voltaje, redefiniendo el SEM de filamento de tungsteno.