ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАСТРОВОГО ЭЛЕКТРОННОГО МИКРОСКОПА С ТЕРМОПОЛЕВЫМ ЭМИТТЕРОМ JSM–7001F
Компания J E O L Ltd.
1. ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
JSM–7001F – это универсальный растровый электронный микроскоп который оснащен термоэмиссионной пушкой Шотки (далее «T-FEG»), что позволяет не только получать различные изображениями с высоким разрешением, но также выполнять различного вида анализы. Электронная оптическая система использует погружённую в конденсорную линзу термоэмиссонную электронную пушку, что позволяет получать остросфокусированный электронный зонд при высоком токе зонда, что обеспечивает успешное получение результатов анализов, в том числе выполнение элементного анализа путем EDS (энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии) и WDS (волнодисперсионной рентгеновской спектрометрии) и EBSD (дифракции отражённых электронов). К тому же, поскольку высокий зондовый ток можно получить также при низком ускоряющем напряжении, JSM–7001F может выполнять поэлементное картирование по поверхности образца с высоким разрешением при использовании EDS и WDS.
Для получения изображений с высоким пространственным разрешением устройство JSM–7001F использует режим низковольтной растровой электронной микроскопии, который успешно подавляет эффект электростатического заряда в непроводящих образцах, таких как изоляционные материалы (керамика и пр.), а также полупроводниках. Таким образом, Вы можете беспрепятственно осуществлять наблюдение за данными образцами.
Операционная система способна показывать в режиме реального времени высокочеткие изображения с разрешением 1280´960 пикселей на экране графического пользовательского интерфейса (далее GUI) на базе Windows XP.
Предусмотрена возможность работы в низковакуумном режиме для исследования непроводящих образцов.
Более того, с помощью мышки, клавиатуры и устройств управления, расположенных на панели управления графического пользовательского интерфейса, можно с легкостью выполнять операции с использованием сканирующего электронного микроскопа, начиная с установки условий наблюдения, заканчивая непосредственным наблюдением за изображениями.
Столик микроскопа имеет компьютерное управление и способен перемещаться по пяти осям (X, Y, R, T и Z). Уникальный интерфейс (GUI), а также панель управления столика микроскопа дает возможность с легкостью менять положение образца так, как Вам необходимо.
Для защиты окружающей среды, в микроскопе JSM–7001F предусмотрен энергосберегающий режим, который сокращает потребление электроэнергии, когда SEM не используется.
2. ЭКСПЛУАТАЦИЯ
Разрешение во вторичных электронах: 1,2 нм (при ускоряющем напряжении 30кВ)
3,0 нм (при ускоряющем напряжении 1кВ)
Пространственное разрешение
при элементном картировании: 3,0 нм (при ускоряющем напряжении 15 кВ, рабочее расстояние (далее WD) 10 мм, ток зонда 5 нА)
Увеличение
Режим SEM: ´10 (WD 40 мм) до ´1
Коррекция увеличения: автоматическая коррекция в соответствие с ускоряющим напряжением и рабочим расстоянием
Фиксированный параметр
увеличения: любое значение увеличения можно предварительно установить для каждого режима изображения в качестве фиксированного параметра увеличения. Фиксированное увеличение можно осуществить, находясь в любом из активных в настоящий момент режимах.
Коррекция вращения
изображения: возможно для любого режима и рабочего расстояния
Режимы изображения: изображение во вторичных электронах
изображение в отражённых электронах в режиме контраста по атомному номеру
изображение в отражённых электронах в режиме топографического контраста
Ускоряющее напряжение: от 0,5 до 30 кВ (обычный режим)
от 0,5 до 2,9 кВ шаг в 10 В
от 2,9 до 30 кВ шаг в 100 В
от 0,2 до 30 кВ (низковольтный режим)
Ток зонда: от 1´l0–12 до 2´l0–7 A
3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
3-l. Электронно-оптическая система
3-l-l. Электронная пушка
Тип: пушка термополевой эмиссии Шотки
Эмиттер: эмиттер ZrO/W
Юстировка: автоматическая механическая и электромагнитная юстировка (пользователю нет необходимости выполнять механическую юстировку)
3-l-2. Система линз
Конденсорная линза: двухзазорная электромагнитная
Линза управления апертурным углом: электромагнитная
Объективная линза: коническая объективная линза
Функция магнитной очистки линзы используется для конденсорной линзы и объективной линзы в целях снятия остаточной намагниченности
Автоматическая настройка фокуса: присутствует, используется вместо ручной настройки фокуса
Функция удержания фокусировки: используется при изменении ускоряющего напряжения
Автоматическая коррекция
увеличения (изображения): используется при изменении ускоряющего напряжения и/или рабочего расстояния
Коррекция вращения изображения: применяется при изменении рабочего расстояния и/или параметров линз
Апертурная диафрагма объективной линзы: 4 шага (юстировка обеспечивается в направлении осей X/Y)
Воблер: используется для юстировки апертурной диафрагмы объективной линзы Амплитуда «качания» связана с увеличением
Автоматический стигматор: имеется
Динамический фокусировка: предусмотрена для коррекции оптической силы объективной линзы в соответствии с углом отклонения луча при сканировании
Отклоняющая катушка: электромагнитное двухступенчатое отклонение
Изменение направления
растровой развёртки: используется вместе с функцией коррекции вращения изображения в каждом режиме электронной оптической системы
Оптика для прецизионного сдвига
области наблюдения: перемещение на ±10 мкм в направлениях осей X и Y
3.2. Столик образцов
Тип: полностью эвцентричный столик с угломерным прибором.
Управляемый компьютером, способен перемещаться по пяти осям (X, Y, поворот, наклон, Z), полностью моторизован, обеспечена коррекция обратного хода.
Диапазоны перемещения столика
Ось X: 70 мм
Ось Y: 50 мм
Ось Z: от 3 до 41 мм (непрерывное)
Наклон: от –5° до +70°
Вращение: 360° непрерывное
Индикация положения образцов
(X, Y, поворот, наклон, Z): На экране наблюдения
Файл положения образца: сохранение и загрузка координат образца (X, Y, поворот, наклон, Z)
Указание координат: абсолютные и относительные координаты (X, Y, поворот, наклон, Z)
Функции электропривода: управление с помощью трекбола и клавиш (X, Y, поворот, наклон, Z)
Управление при помощи «мыши»
На экране наблюдения: центрирование щелчком «мыши» по точке на изображении с последующим автоматическим выводом её в цент поля наблюдения
пошаговое движение
движение изображения
Эвцентричное вращение с коррекцией направления движения
Стандартные держатели образцов: для образцов, диаметром 12,5 мм ´ 10 мм в толщину
для образцов, диаметром 32 мм ´ 20 мм в толщину
Примечание: Опционально могут быть предоставлены держатели для образцов 150 мм в диаметре и толщиной 10 мм.
Выбор держателя: Существует возможность выбора от стандартных моделей держателей до опциональных держателей
При необходимости можно добавить/снять держатель
Функция ограничения движения: автоматическая установка при выборе держателя (X, Y, поворот, наклон, Z)
Существует возможность заблокировать/разблокировать ось перемещения (X, Y, поворот, наклон, Z)
Шлюзовая камера для замены образца: воздушный шлюз образца типа 1 (SM–71010)
воздушный шлюз,
можно применять держатель для образца диаметром 150 мм и 10 мм толщиной.
Смена образца: процесс смены образца автоматизированный, запускается путём нажатия одной кнопки
Клемма для измерения
потребляемого тока: встроенная
Устройство для защиты образца
со звуковой сигнализацией: встроенное
Установка EDS: использование EDS-порта (угол сбора: 35° при рабочем расстоянии 10 мм)
Установка WDS: использование WDS-порта (угол сбора: 35° при рабочем расстоянии 10 мм)
Установка EBSD: использование EBSD-порта (EBSD-наблюдение возможно при рабочем расстоянии 15 мм)
3-3. Система детектирования электронов
Детектор вторичных электронов: Состоит из коллектора, сцинтиллятора, световода и электронного фотоумножителя
Детектор отражённых электронов
3-4. Система сканирования/отображения
Жидко-кристаллический дисплей (ЖКИ) для наблюдения за изображением
(ЖКИ с диагональю 17 дюймов)
Дисплей: 17 дюймов
Количество пикселей: 1280´1024
Персональный компьютер: PC/AT-совместимый
Оперативная память (RAM): 2 Гб или более
Операционная система: Windows XP Professional*
* Windows XP является торговой маркой корпорации Microsoft.
Работа: ведется с использованием графического пользовательского интерфейса системы Windows XP или мышки и инструментов управления на панели управления и клавиатуры (для ввода буквенно-цифровых данных)
Режим сканирования и отображения:
индикация операций экрана наблюдения
полноэкранный режим отображения
отображение фактического увеличения
уменьшенное сканирование (1/2 размера кадра)
2-сегментное (другое увеличение/ другое изображение)
2- сегментное широкое отображение
4-сегментное отображение
дополнительное изображение
Скорость сканирования: можно выбрать 4 скорости из указанных ниже 10-ти возможных скоростей:
(скорость сканирования изображений разрешением 1280´960 пикселей)
№ | Горизонтальное направление (мс) | Вертикальное направление (с) |
1 | 0,281 | 0,3 |
2 | 0,520 | 0,5 |
3 | 0,975 | 1,0 |
4 | 1,86 | 1,8 |
5 | 3,70 | 3,6 |
6 | 7,25 | 7,0 |
7 | 18,94 (15,54) | 19 (16) |
8 | 38,93 (32,04) | 39 (32) |
9 | 78,94 (65,59) | 77 (64) |
10 | 118,9 (114,8) |
Примечание: Числа, указанные не в круглых скобках, относятся к линии с частотой 50 Гц.
Числа круглых скобках, относятся к линии с частотой 50 Гц.
Разрешение отображения
в пикселях: 1280´960 пикселей
Режим изображения: SEI
TOPO
COMPO
LEI
AUX
MIX
Отображение на мониторе: изображение
наблюдение за изображением
переключатели ON/OFF (ВКЛ/ВЫКЛ)
ускоряющее напряжение
селекторный переключатель ускоряющего напряжения
Ток эмиссии
Кнопка перезагрузки
Главное меню
Селекторный переключатель режима наблюдения
Панели для выбранных режимов
Диалоговые окна
Отображение текста и комментариев: ввод при помощи клавиатуры
Отображение данных на мониторе
Информация: ускоряющее напряжение
сигнал изображения
увеличение
рабочее расстояние
измерительная линейка
Фото №.
Положение отображаемой информации: горизонтально в нижней части изображения
Функции измерения: расстояние в X, Y и диагональном положении.
Угол наклона диагонали
Отображение аннотации и текста: символы также можно выделить и вставить.
Ввод алфавитно-цифровой информации при помощи клавиатуры
3.5. Система обработки изображения
Цветовой режим: Оттенки серого (черно-белый)
Псевдоцвет (двухцветное комбинированное изображение)
Отображение справочной таблицы (LUT): g коррекция, бинарное кодирование, многоуровневое кодирование, гистограмма
Функции обработки изображения: настройка резкости
сглаживание
среднее значение выборки
(размытие) по Гауссу
усиление контура
3.6. Автоматический функции
Автоматическое наведение фокуса
Автоматический стигматор
Автоматическое эспонирование
3.7. Функции создания файлов изображения
Отображение: Директория с файлами изображений
имя файла изображения
список сохраненных изображений
Условия наблюдения для выбранного изображения
Данные, сохраняемые
в файле изображения: изображение + текстовые данные (условия наблюдения)
Формат файлов: BMP
JPEG
TIFF
Количество файлов: зависит от ёмкости диска (требуется приблизительно 1,28 Мб дискового пространства на одно изображение в формате BMP)
Функции для
создания простого отчета: вставка изображения на экран отчета (стандартный формат) и вывод вставленных изображений.
3.8. Вакуумная система
Камера для пушки и промежуточная камера:
извлечение происходит за счет применения системы сухого извлечения сверхвысоким вакуумом, оборудованной ионными насосами
Камера для образцов: извлекается полностью автоматической системой DP-DP каскадного извлечения
Соединитель для осушенного азота:
встроен
автоматически прекращает подачу азота после выпуска газа
Примечание: Соединитель, соответствующий стандарту ISO 7/1 Rc 1/4, обеспечивается покупателем.
Предельное давление
Камера пушки: состояние 10–7 Па
Камера для образцов: состояние l0–4 Па (стандартный режим)
Предусмотрена возможность работы в низковакуумном режиме
Изоляционный клапан камеры пушки: встроенный
пневматический привод
связан с ускоряющим напряжением переключателя ON/OFF (ВКЛ/ВЫКЛ) и изоляционный клапан воздушного шлюза для образцов и опционально RBEI ВХОД/ВЫХОД
Изоляционный клапан вакуумного шлюза
встроенный, автоматический привод
Вакуумметры: манометр Пирани 3
индикатор тока ионного насоса 2
(для камеры пушки и промежуточной камеры)
Вакуумные насосы: 30 л/с ионный насос (SIP) 1
20 л/с SIP 1
420 л/с диффузионный насос (сокр. DP) 1
120 л/с DP 1
100 л/мин. Роторный насос (сокр. RP) 1
3.9. Устройства безопасности
Данные устройства предназначены для защиты в случае наступления аварийного отключения вакуума, воды, электропитания, азота, давления, а также утечки тока. Устройство должно поддерживать сверхвысокий вакуум, если произошло аварийное отключение электропитания.
3.10. Энергосберегающий режим
Снизить энергопотребление данным инструментом при помощи режимов отключенной операционной системы/вакуумной системы.
Существует возможность управления временем и графиком отключения.
4. ТРЕБОВАНИЯ К УСТАНОВКЕ
4.l. Электропитание и заземление
Электропитание: однофазное, 220 В переменного тока, 50/60 Гц, 4 кВА (максимум)
При нормальном режиме работы: около 1,9 кВА
При энергосберегающем режиме (вакуумная система откл. OFF): около 0,8 кВА
Допустимое колебание электропитания: ±10%
Вывод заземления: l00 W и менее 1
4.2. Охлаждающая вода
Водопроводный кран: l4 мм, по требованию предоставляется шланг,
или по стандарту ISO 7/1
Rc 1/4 (соединитель) 1
Скорость потока: 2,4 литра в минуту (максимум)
Давление: от 0,1 до 0,25 МПа (согласно показаниям измерительного ремонта)
Температура: 20°C ±5°C
Дренаж: по стандарту ISO 7/1 Rc 1/4 (соединитель) 1
4.3. Осушенный азот
Давление: от 0,45 до 0,55 МПа (согласно показаниям измерительного прибора)
Соединитель: по стандарту ISO 7/1 Rc 1/4 (соединитель) 1
Примечание: Соединитель, соответствующий стандарту ISO 7/1 Rc 1/4 обеспечивается покупателем.
4.4. Помещение для установки
Температура: 20°C ±5°C
Влажность: 60% и менее
Магнитное поле блуждающего переменного тока:
0.3 мкT (p-p) и менее (50/60 Гц синусоидальная волна, рабочее расстояние l5 мм, ускоряющее напряжение 30 кВ)*
Вибрация пола: 3 мкм (p-p) и менее для синусоидальной волны с частотой более 5 Гц*
Акустический шум: 70 дБ и менее (плоская характеристика)*
Площадь пола: 3000´2800 мм или более
Высота комнаты: 2300 мм или более
Ширина двери: 900(ширина)´2000 (высота) мм или более
* данные условия не подлежат строгому соблюдению в соответствии с настоящей спецификацией. Магнитное поле блуждающего тока, вибрация пола и уровень акустического шума в помещении для установки необходимо до момента монтажа, проводимого компанией JEOL. Если Ваше помещение не соответствует требованиям, максимально возможное увеличение Вашего прибора не будет меньше, нежели указанное в данном документе значение. Компания JEOL определит измеримый максимальный уровень увеличения.
4.5. Размеры и вес
Главный пульт: 790 (ширина) ´ 1,250 (глубина) ´ 1,800 (высота) мм, 570 кг
Операционная система и система отображения:
1,200 (ширина) ´ 1,000 (глубина) ´ 700 (высота) мм, 185 кг
Масляный роторный насос (RP): 465 (ширина) ´ 180 (глубина) ´ 270 (высота) мм, 25 кг
5. КОНФИГУРАЦИЯ
Стандартная конфигурация
SM–70010BU Полевой эмиссионный электронный микроскоп (BU)
SM–51020 Камера для образцов WDS
SM–71480 Столик микроскопа с 5-осным электроприводом типа 1A
SM–71010 (SE1) Воздушны шлюз для замены образцов, тип 1
SM–77220 (PC) Персональный компьютер
SM–75050LD ЖКИ с диагональю 17 дюймов
Настоящие технические условия не подлежат изменению без предварительного уведомления и гарантируются только в случае, если не производятся никаких модификаций или дополнений
