天游线路检测中心 具有 EDM 同步功能的可编程 STEM

控制每个像素的剂量。

静电剂量调制器 (EDM) 是一种快速光束消隐系统，带有预采样静电偏转器，包括电子设备和软件控制。 EDM 还可以减弱电子照明而不影响成像条件，使 TEM 和 STEM 用户能够更好地控制样品的剂量。

可选同步升级将 EDM 的定时和同步功能提升到一个新的水平。 Synchrony 可以与 STEM 控制器协调，在扫描样品时跟踪探测光束的位置。 EDM 快如闪电的静电消隐可在每个像素处将光束打开指定时间，或保持光束消隐以完全排除剂量敏感区域。

功能

同步功能

• 具有任意图案的每个 STEM 像素的可编程剂量

• 相邻像素之间出色的剂量对比度

• 排除任何形状的感兴趣区域的剂量

• 预览剂量模式并与样本结构对齐

• 自动化友好的工作流程

• 同步到其他配件

规格/选项

同步功能

样本特征的目标剂量

用户友好的 Synchrony Dose Painter 软件可以为每个样本定制剂量模式。
左：用户绘制与样本预览图像重叠的自定义剂量模式（绿色）。同步指的是此模式来对样本应用剂量，类似于上面的示例。右：应用用户同步剂量模式的 STEM 测量。图片由英国罗莎琳德·富兰克林研究所提供。

适用机型：

JEM-ARM200F (CFEG)

NEOARM (CFEG)

JEM-F200 (CFEG)

JEM-ARM300F2

图库

任意剂量模式

此数据显示了具有 EDM 同步功能的可编程 STEM 实现的精细控制。
（左）具有各种高分辨率功能的用户定义测试模式。每个像素中的灰度级告诉同步曝光多长时间。在使用 JEOL GRAND ARM™2 TEM 扫描金纳米颗粒期间使用了该测试图案，从而产生了调制的明场图像（右）。
纳米颗粒清晰可见，徽标图形、测试图案以及调制图像中的 TEM 照片也清晰可见。
图片由英国罗莎琳德·富兰克林研究所提供。

剂量绘画

带有乳胶球的光栅复制品的环形暗场测量*，

“神奈川巨浪”曝光遮罩。

剂量绘画通过将静电曝光阻断器与 STEM 扫描同步来创建精确的曝光图案。在这里，我们通过 Katsushika Hokusai 的浮世绘“神奈川巨浪”在 JEM-ARM200F 中使用 200 keV 电子束在光栅复制品样本上演示了这种功能。从原始图像与 Dose Painting 编写的环形暗场图像的比较中可以看出，每个像素的灰度变化和精细结构细节都得到了忠实的再现。
使用 Dose Painter 软件将该图案应用到 TEM 中，该软件是 IDES, Inc 静电剂量调制器 (EDM) 同步系统的一部分。首先，使用免费开源光栅图形编辑器 GIMP 将“神奈川巨浪”的彩色图像转换为 TIFF 格式的 1,024 × 1,024 像素灰度曝光掩模。接下来，Dose Painter 将掩模合成为脉冲序列。 EDM Synchrony 引导静电消隐器控制 STEM 扫描每个像素的曝光时间。每个像素的停留时间为 385 μs，光栅复制品表面的曝光面积约为 66 μm × 66 μm。
此过程可以在任何配备 IDES EDM Synchrony 的 TEM 上执行。该测量是使用 Gatan 的 Digital Micrograph 3 和 DigiScan 3 进行的。还支持 JEOL TEM Center 和 FEMTUS™。

*数据由巴塞罗那大学科学技术中心 (CCiTUB) 的 Lluis Lopez Conesa 博士提供。

真实区域 STEM 成像，减少光束损伤

采用静电剂量调制器 (EDM) 同步的真实面积 STEM (TAS) 成像技术^*1可以减少 STEM 成像期间的样本损坏。 EDM Synchrony 与 JEOL STEM 系统集成，形成完整的反激式消隐解决方案。扫描系统有一个不可用的预扫描区域，其中磁线圈的响应在时间上是非线性的，并且无法采集数据。在此预扫描区域可能会发生不必要的电子辐射损坏。

翻页书动画(YouTube)

数据^*2以上是使用丽贝克石（矿物）中的滑石粉样品获得的 STEM 图像阵列^*3，扫描50次。顶行显示未使用 TAS 采集的图像，而底行显示在 TAS 模式下采集的图像。在顶行中，由于预扫描区域（就在视场之外）中的电子束造成的损坏，在视场的左边缘观察到明显的电子束损坏。相比之下，在 TAS 模式的底行中，没有观察到回扫照射造成的损坏。

• 1真实区域扫描模式可与 EDM 同步一起使用。如果 TEM 控制系统是 FEMTUS^TM-MDP，EDM Basic 和 EDM Synchrony 都可以提供 TAS 模式。

• 2测量条件：仪器JEM-ARM300F2，加速电压300 kV，电子束电流5皮安，停留时间16微秒，像素数512×512。

• 3青石棉中页硅酸盐（滑石）和角闪石（利贝克石）之间的界限。

真实面扫描 (TAS) EDS 测量，减少光束损伤

TAS 使用快速电子束消隐器在扫描回扫期间关闭电子束，在此期间不会收集任何数据。在这里，我们比较了使用和不使用 TAS 的电子探针扫描。在没有 TAS 的传统扫描中，不必要地将大剂量施加到回扫区域，导致电子束损坏样品，特别是在 EDS 等长时间分析中。相比之下，使用 TAS 扫描可以防止不必要的剂量，尤其是在反激区域，从而显着减少对样本的损坏。因此，可以获得稳定的数据，同时最大限度地降低分析过程中样本损坏的风险。

显示了通过原子分辨率 EDS 映射（600 帧）获得的比较结果。在传统扫描中，长时间 EDS 分析期间会出现显着且高度不均匀的样本损坏，如 STEM 图像和 Sr Lα 计数下降所示。相比之下，当应用TAS时，损伤大大减少，并且即使在600次扫描后图像仍然保持均匀且基本没有变化。此外，即使在非常高的剂量后，Sr Lα 计数也仅略有下降，从而实现更准确和可靠的分析。

使用 EDM 同步减少 STEM 损伤

静电剂量调制器 (EDM) 同步的剂量绘制功能允许调整每个像素的电子剂量。在这里，我们展示了一个示例，说明同步如何通过以亚原子精度控制照射区域来减少原子分辨率 STEM 期间的电子束损伤。在 SrTiO 的原子分辨率扫描中₃，我们只照亮高对比度 Sr 原子柱附近的区域，使我们能够跟踪晶格，同时避免暴露真空区域和其他原子柱。
这大大减少了每次扫描的损坏，从而可以在较长时间内进行定量分析。下面我们展示了即使连续扫描 10 分钟后，X 射线强度的损失也可以忽略不计。对于熟悉编码的高级用户，Synchrony 的自动化界面可让您为您的示例自定义此方法，

正常扫描

带真实区域扫描

w/真实区域扫描 + 掩模

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使用掩模进行高死区时间（重元素）区域的 EDS 映射

如果通过 EDS 测绘研究的样本包含重元素区域，这些区域会产生许多 X 射线。这会增加死区时间，因为 X 射线堆积的速度比探测器分离它们的速度快。在极端情况下，即使样本的其余部分被准确绘制，EDS 图也可能在这些区域几乎没有显示任何 X 射线。
通过使用 EDM 同步的剂量绘制，用户可以定义任意“掩模”，自由且独立地控制每个像素中的电子束电流。这使您可以减少重元素区域中的电流，减少堆积并允许在单次扫描中从轻元素和重元素区域进行 EDS 采集。

图 1显示使用 1 nA 束流对半导体样本中的钨 (W) 分布进行 EDS (FEMTUS™) 绘图的结果。一些区域出乎意料地暗，这表明由于堆积造成的计数损失而无法检测到 X 射线。我们能够使用剂量绘画 EDS 映射来解决这个问题。
首先，我们获取了相同视场的 HAADF 图像。该图像中的对比度反映了组成元素的原子量（Z 对比度）。然后反转图像的灰度并调整其亮度以创建“掩模”，其中重元素区域较暗（低照射电流）而轻元素区域较亮（高照射电流）（图。 2）。使用该面罩，我们进行了剂量绘制 EDS。结果，包含 W 的区域可以被正确映射（净计数映射）(图。 3).

图。 1W净计数图

图。 2通过对比度反转的 ADF 图像进行掩模

图。 3使用图 2 中的掩模通过 Dose Painting 绘制的 W 净计数图

注意：剂量绘制是 EDM 同步的一个功能。由于EDS分析系统本身无法识别各坐标位置的照射电流，因此目前不兼容使用 z - 因子法进行定量分析。

使用 EDM 进行时间分辨 DPC 成像

静电剂量调制器 (EDM) 使 TEM 的频闪测量变得简单¹。²安装在 Hummingbird Scientific 偏压样品架的芯片上。期间每

通过改变曝光脉冲的延迟时间，可以在不同的温度下测量样品^TM微型或其他在样本中产生可重复动态的系统。

来自 SiC MOS 电容器的 tr-DPC 测量的选定图像。通过光束在每个探头位置的偏转来观察样品中的场。图像顶行中的强度显示了该偏转的幅度，颜色指示了方向。这些的分歧表示电荷密度，并由采集软件自动计算（图像的底行）。场集中在 SiC（左）和 Al（右）之间的氧化物界面处。在 t = 15 μs 时，偏置电压穿过零伏，并且磁场改变极性。

1。测量条件：仪器JEM-F200，加速电压200 kV，STEM Lorenz模式，停留时间50微秒，像素数512×512。简化了实验设置图。有关详细配置信息，请咨询当地的 JEOL 销售办事处。

2。样品是由 Al、SiO 制成的 MOS 电容器₂，以及n型SiC，200 nm厚，由富士电机有限公司提供

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