SEM AFM

 

なぜSEM-AFMの複合システムを構築するのでしょうか?その理由は、複合SEM-AFMシステムには、2つのシステムがそれぞれ独立している場合と比較して、多数のメリットがあるためです。
複合システムには、表面とナノ構造を測定する新機能があります。SEMとAFMを組み合わせると、AFMチップを正確に位置決めできます。AFMは、表面の形状や、電気・機械特性に関する正確な情報を提供します。

アプリケーション:

  • 次のような表面特性の分析:
    • サンプル表面の磁気力  
    • ケルビンプローブフォース顕微鏡(KFM)による表面の化学ポテンシャル
    • 表面やその他多数の導電性
  • SMDキャパシタの層構造に沿った電位分布
  • 形状・電気特性
  • 2つの電極材料間の電位差

  • グラフェンや他の2D材料

  • 以下に対する特性評価:
    • 半導体のナノサイズデバイスや機能構造のヘテロ構造
    • エネルギー貯蔵
    • 持続可能なエネルギーの生産

その他の測定も、当社のビデオアプリケーションでご覧いただけます。

複合システムのその他のメリットは、当社の記事「SEM and AFM – high resolution with overview」をお読みください。

SEM AFM形状

ハードウェアの統合

SEM-SPMの複合システムを実現するために当社が用いたアプローチでは、真空対応のSPMを既存のSEMシステムに統合しました。この組み合わせを採用したのは、システムの性能と使いやすさを最大限に高めるためです。この戦略の別の利点としては、既存のSEMシステムを複合SEM-SPMシステムにアップグレードできることが挙げられます。どちらの場合も、SEMはその機能に制限されないため、複合SEM/SPM測定が可能です。

SPMは統合用のサンプルスキャナーとして設計されています。この設計のため、電子ビームとSPMチップを最高の精度でアライメントできます。ビームとチップが相対的に移動しないためです。このため、SPMスキャン中でも、複合測定の未知の可能性を実現できます。さらに、この設定では、分解能とフレームレートに関して最高の性能を実現できます。スキャン装置自体は、過去数十年にわたって安定性と信頼性の高さで定評がある、当社のSTMスキャナーの次期開発版です。スキャンボリュームが9µm×9µm×1µmであり、10mmのサンプルサイズに対応しているため、この設計が高分解能を誇っていることは明らかです。レーザーダイオード、検出器、プリアンプなどの電子構成部品は、密閉カプセル化されたコンパートメントの内部にある真空室内に配置されています。レーザー光路のアライメントや、カンチレバーとサンプルの交換も、真空を破壊することなく実行できます。SEMに対するSPMの位置決めと、対象領域に対するSPMチップの位置決めは、リモートコントロールで実現できます。SPMにわずかな変更が加えられたUHV対応版もあります。

 

ソフトウェアの統合

SEM-AFMのような高度に複雑な科学的測定器の機能のグレードは、オペレーティングソフトウェア次第です。異なる手法をシームレスに統合するには、単一のソフトウェアユーザーインターフェイスが必要です。当社のSPM Software ScanTool™はオープン設計であるため、独自開発のSEMオペレーティングソフトウェアを統合できます。この結果、オペレータは両方のシステムを、1つのプラットフォームから、同じソフトウェアで制御でき、タブやウィンドウを延々とクリックする必要はありません。両手法の設定と画像データをすべて表示するビューへは、障害なしにアクセスできます。ソフトウェアは、ワークフローとスループットを最大化するよう設計されています。さらに、DME Automatorなどのプログラム機能を通じてSEM-AFMシステムの全機能にアクセスできるため、ユーザーは独自の高度な測定ルーチンを設計・実行できます。したがって、サンプルの異なる部位から同等のデータを取得する自動実行測定ルーチンを作成できます。SEMとSPMから提供された画像データは、ScanTool™ソフトウェアで分析されます。標準の分析ツールを使用できるだけでなく、より高度または特別な分析手順を当社が独自に実装することや、お客様からのご要望に応じて当社がDME AutomatorまたはDME Image Calculatorを使って実装することも可能です。

 

この技術、製品、アプリケーションの詳しい説明については、ここをクリックしてください。

 

特徴

  • ベースは、DME UHV AFMと、Carl ZeissのAuriga® Crossbeamワークステーション。
  • SEMとFIBはカンチレバーチップで交差。サンプルスキャナーとしての設計により、3つの全手法の複合測定を空間内・サンプル上の完全に同じ点で実行可能。
  • 単一原子の3D分解能を実現するよう設計された、非常に安定したスキャン装置。
  • スキャナー仕様:スキャン範囲は(x、y、z)10µm×10µm×1µm。3つの全次元で真の超原子分解能を達成。
  • SEMとAFMの両方の構成部品向けの単一のソフトウェアインターフェイス。
  • AFMとSEMの画像に共通のデータストレージ。
  • 5mmの最小SEM作動距離を維持しながら、SEMで0°~85°の視野角を使用可能。
  • FIBがカンチレバーチップとサンプルに0°および54°の位置から到達でき、FIBによるin-situのチップ先鋭化をサポート。
  • AFMと標準のAuriga®機能との切り替えは、ユーザーが交換できるSEMドアを用いて簡単に実行可能。
  • 標準のAFMカンチレバーをすべて使用できるため、機能は無制限であり、アクティブプローブは不要。
  • すべての一般的なAFMの動作モードをサポート。
  • カンチレバー交換時のレーザー/検出器の自動アライメント。
  • 既存のAuriga® SEMを簡単なドア交換でBRR機能に更新可能。
製品ラインナップ

SEM-AFM

ミリメートルから原子レベルまでをカバー。
SEMのズーム機能を使い、AFMチップを対象領域に直接移動できます。表面の形状や、機械・電気・磁気特性に関する情報をナノメートル分解能で入手できます。
AFMチップは、フォースフィードバック機能のあるナノマニピュレータとしてお使いください。
AFMは、MerlinシリーズとCrossbeamシリーズにご利用いただけます(Zeissの他のSEMシリーズについてはお問い合わせください)。既存のシステムを簡単なドア交換で更新できます。

SEM-AFM

 

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