Детекторы - Применение ионного микроскопа

СГИМ оборудован двумя детекторами:

    - детектором Эверхарта-Торнли для регистрации вторичных электронов[15] - микроканальной пластиной для регистрации обратнорассеянных ионов[16].

Компенсация заряда

Для компенсации положительного электрического заряда, накапливающегося на поверхности диэлектрических материалов, используется расфокусированный электронный пучок.

Применение

Слева картина XIII века Китайского поэта Ли Бо, справа - ее репродукция, уменьшенная в 100 000 раз, созданная с помощью СГИМ (Dr Paul Alkemade, Delft University of Technology)

Микроскопия диэлектрических материалов и биологических образцов

Благодаря использованию расфокусированного пучка электронов для компенсации заряда образца, СГИМ позволяет получить изображения диэлектрических материалов, и, в частности непокрытых биологических образцов с высоким разрешением. Так, с помощью СГИМ в крыльях бабочек из семейства Papilio ulysses были выявлены новые наноразмерные структуры, которые было невозможно визуализировать с помощью СЭМ. Также СГИМ успешно применяется для визуализации внутриклеточных структур.[18][19][20] В частности, с его помощью проводятся исследования структуры пор в эпителиальных клетках аденокарциномы человека Caco2.[21]Благодаря высокому пространственному разрешению, СГИМ позволил изучить белковые структуры бычьей печени [22](в ходе исследований было установлено, что она имеет структурированную пространственную ориентацию с шагом сетки 8,8 нм Ч 6,7 нм) и почек крысы[23]. Также применение СГИМ позволяет анализировать трехмерное распределение минеральных и органических фаз (протеина, амелогенина, эмали) в зубе мыши.[24] Кроме того, СГИМ успешно применется для исследований биополимеров.]

Получение изображений подповерхностных слоев

Сформированная наноплазмонная структура из 100-нм слоя золота на стеклянной подложке, при последовательной обработки образца ионными пучками Галлия (а), Неона (б) и Гелия (с). Итоговое изображение регистрировалось в ионах Гелия.

Последовательность 4-нм отверстий, сформированных СГИМ в 30-нм нитридокремниевой мембране. Время изготовления одного отверстия составляло около 1 сек. Adam Hall, JSNN

Анализ обратнорассеянных ионов Гелия в СГИМ позволил разработать бесконтактный метод оценки электронных межсоединений[26].

Ионолюминесценция (люминесценция, возбуждаемая бомбардировкой образца ионами)

С помощью ионолюминесценции СГИМ проводится ряд исследований свойств запрещенной зоны полупроводниковых материалов[, тонких пленок GaN на сапфире,[28] легированных Церием квантовых точек в гранате и легированные LaPO4 нанокристаллов.[29]

Визуализация структур графена

СГИМ широко используется для исследования свойства графена в различных формах (как находящегося в свободно подвешенном состоянии, так и расположенного на подложке из диоксида кремния)[30][31][32], а также проницаемость его пор для различных атомов[33][34], свойства ширины его запрещенной зоны[35] и особенности процессов его формирования для устройств наноэлектроники[36][37]

Модификация образца

Модификация образца в СГИМ проводится путем напыления и травления материалов, аналогично методу сфокусированного ионного пучка в СЭМ. Однако данные методы используют различные ионы для модификации образца. Так, в СГИМ в качестве ионов для бомбардировки образца используются ионы Гелия, Неона и Галлия, а в СЭМ - Галлия Золота и Иридия).

Внешний вид Сканирующего Гелий Ионного Микроскопа Carl Zeiss ORION

Похожие статьи




Детекторы - Применение ионного микроскопа

Предыдущая | Следующая