这是一款扫描探针显微镜,可在10-8 Pa的超高真空下实现014 nm水平分辨率和001 nm垂直分辨率的高分辨率,以观察真实干净的表面。它是一种高度可扩展的设备,配备了多种外围设备,不仅可以用于简单地观察材料表面凹凸图像,还可以用于观察吸附过程、高低温相变、堆叠结构中的电子密度分布、扫描隧道电子能谱(STS)、原子力显微镜(AFM)等许多应用。
功能
配备多端口样品处理室,可在超高真空下进行蒸发、气体导入、MIED、RHEED 观察等样品预处理。
变体列表
JEOL 的 UHV-SPM 系列提供多种产品阵容,包括 STM 专用机器、AFM/STM 两用机器以及样品处理室形状,如下所示。
| STM专用机 | AFM/STM两用机 |
|---|---|
| 超高真空扫描隧道显微镜JSPM-4500S | 超高真空扫描探针显微镜JSPM-4500A |
| 低温超高真空扫描隧道显微镜JSTM-4500LT |
超高真空扫描隧道显微镜(STM专用机)
JSPM-4500S
超高真空扫描原子力显微镜(AFM/STM两用机)
JSPM-4500A
这是一台JSPM-4500 AFM/STM两用机,配备多端口样品处理室,可在超高真空下进行各种样品处理(蒸发、气体引入、MIED等)。通过更换探头即可兼容AFM和STM,可处理多种测量样品。此外,通过使用导电悬臂,可以同时进行 AFM 和 STM 观察。
样品处理室的样品停放台最多可安装三个样品架。此外,各种附件(例如 LEED)可以连接到样品处理室,确保作为复合表面分析设备的可扩展性。
低温超高真空扫描隧道显微镜(STM专用机)
JSPM-4500LT
这是一种STM设备,可以在超高真空、极低温度(4K)和高磁场(垂直和水平施加到样品上的磁场)等极端条件下进行测量。该设计允许在不破坏真空的情况下更换样品和探头,从而可以在极端条件下顺利观察样品。由于装置底部采用气流式低温恒温器,因此装置本身相当大,需要将低温恒温器部分埋入地下等安装方法。对于正常样品冷却 (~30K),JSPM-4500/4610 支持附件。
附件
附件兼容性表
| JSPM-4500 | ||
|---|---|---|
| 样品处理室 | 观察室样本 | |
| 样品加热 | 〇 | 〇 |
| 样品冷却 | ― | 〇 |
| 气相沉积设备 | 〇 | 〇 |
| 气体引入装置 | 〇 | 〇 |
| 裂解装置样品 | 〇 | ― |
| XPS 设备 | 〇 | ― |
| LEED/AES 设备 | 〇 | ― |
〇:可以安装―:无安装设置 △:限制
样品加热
通过使用直接向样品通电的直流加热支架(标准配置)或使用PG(热解石墨)加热器(可选)的间接加热支架,可以对样品进行热处理并保持高温观察的温度。
样品冷却
通过使用冷却台,可以在低温下观察样品。冷却台采用液氦和液氮两层冷却方式,与无漂移台相结合,使样品冷却稳定,冷却效率高。
STM专用机(JSPM-4500S)和AFM/SPM两用机(JSPM-4500A)的冷却槽安装位置不同。下图为安装了冷却水箱的 JSPM-4500A。在 STM 专用机器中,冷却箱直接安装在腔室上方。
气相沉积设备
用于将外来原子沉积到样品上的附件。该结构允许从下面对样品进行气相沉积,并且由于样品是准直的,因此可以在不污染样品以外的任何东西的情况下进行气相沉积。它还具有快门功能,因此您可以控制蒸发量。
气体引入装置
这是SPM观察期间观察气体吸附过程和化学反应的有效附件。使用该附件可有效研究吸附的初始过程和吸附气体的分布。
裂解装置样品
这是安装在样品处理分析室中,在超高真空下将半导体样品等相对硬而脆的样品切割在特殊样品架中的装置。解理后,可以使用SPM观察解理面。
光电子能谱 (XPS) 装置
可安装在JSPM-4500的样品处理室中,用作光电子能谱仪。该设备采用了我公司的光电子能谱仪JPS-9000系列,该系列产品在市场上获得了很高的评价。 X射线源采用Al/Mg双靶,分析器透镜采用三级柱面透镜和半球分析器。
低能电子衍射(LEED)/俄歇电子能谱(AES)装置
一种低能电子衍射 (LEED) 附件,可以在低能电子衍射 (LEED) 的同时进行俄歇电子能谱 (AES)。
规格/选项
| 分辨率 | ||
|---|---|---|
| STM | 原子力显微镜 | |
| 水平分辨率 | 014nm | 原子分辨率 |
| 垂直分辨率 | 001nm | 原子分辨率 |
| 粗动功能(电机驱动) | ||
| STM专用机 | AFM/STM两用机 | |
| 逼近函数(Z粗动) | 内置自动接近功能 | |
| X、Y粗动(示例运动) | ±2mm | ±1mm |
| 压电扫描元件(piezo element) | ||
| STM专用机 | AFM/STM两用机 | |
| 扫描方式 | 堆叠共享模式扫描方法 | 管扫描方法 |
| 扫描尺寸 | XY=02um, Z=06um | XY=10um,Z=27um |
| 扫描旋转 | 内置(-180° 至 180°) | |
| 扫描范围 | ||
| STM专用机 | AFM/STM两用机 | |
| 扫描变量范围 | 0~200nm | 0~10um |
| 缩放功能 | 内置 | |
| 示例 | ||
| STM专用机 | AFM/STM两用机 | |
| 样本大小(高×宽×厚) | 最大10×10×5毫米 | 最大8×77×2mm |
| 1×7×03mm(加热用) | ||
| 样品加热机制(标准) | ||
| 加热方式 | 电加热 | |
| 加热温度 | ≦1200℃ | |
| 漂移 | ||
| 阶段方法 | 无漂移阶段方法 | |
| 系统漂移量 | ≤005nm/s | |
| 超高真空室 | ||
| 配置 | 3室配置(3室独立排气系统) | |
| 真空度 | 样品交换室~10-4帕样品处理室~10-7帕超高真空图像观察室~10-8帕 | |
| 烘焙方法 | 内置加热器方式 | |
