天游线路检测中心 JEM-Z200MF无磁场电子显微镜

JEM-Z200MF是配备无磁场物镜的电子显微镜，无需对样品施加强磁场即可进行高分辨率观察。通过安装可以校正高阶像差的收集器系统来实现原子分辨率观察。

功能

无磁场物镜

JEM-Z200MF物镜具有相同结构的透镜，放置在样品表面的上方和下方（FOL/BOL），这些透镜的磁场相互抵消，实现无磁场和短焦。短焦距具有低色差和优异的稳定性，与高阶像差校正器结合使用，可实现原子分辨率观察。物镜外周构造有线圈，用于控制样品上的 z 方向磁场。

双收集器配置

JEM-Z200MF在照射系统和成像系统中均设有收集器，可实现高分辨率STEM/TEM观察。

辐照系统

通过切换STEM收集器的输出，您可以选择适合高分辨率观察和高灵敏度DPC观察的光学条件。

高会聚角模式

适合高分辨率观察的光学条件。

200 kV，MHRP 配置

会聚角：20 mrad（半宽）
(使用 CL 孔径 40 μm 时)

低会聚角模式

适合 DPC STEM 方法的光学条件。

200 kV，MHRP 配置

会聚角：10 mrad（半宽）
(使用 CL 孔径 10 μm 时)

成像系统

JEM-Z200MF 允许您通过一个按钮选择用于 TEM 明场/暗场观察的 CV（传统）模式和用于高分辨率观察的 HR（高分辨率）模式的光学系统。

规格/选项

＊ MHRP : 无磁场高分辨率极片 MWGP : 无磁场宽间隙极片

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申请

原子尺度磁场分布的可视化

微分相差成像 (DPC)

可以使用 DPC-STEM 方法将电场和磁场可视化，该方法使用分段探测器或像素型探测器来检测由于样品中的电场和磁场而导致的电子束的微小偏转。 （见示意图）

DPC-STEM 原理

ADF STEM 图像

DPC STEM 图像

使用 DPC STEM 方法（室温）对反铁磁赤铁矿进行原子分辨率磁场观察。
利用晶体结构的对称性，去除晶体晶胞中的电场信息并对其进行平均，以可视化磁场分布。图中的颜色表示磁场的方向和强度。
Y。科野等人。阿尔，自然 602, 234 (2022)

降低衍射对比度的 DPC STEM 方法

倾斜扫描系统

JEM-Z200MF具有专用的偏转系统，可以改变电子束对样品的入射角度。通过采集不同入射角的多张DPC STEM图像并将其叠加（如图所示），可以降低样品的衍射对比度。 （倾斜扫描平均DPC STEM法、tDPC-STEM法）

tDPC-STEM示意图

倾斜扫描关闭

倾斜扫描开启

使用和不使用倾斜扫描系统的 DPC STEM 图像比较。
ND₂铁₁₄B。图中的箭头表示磁畴壁的位置。
通过使用倾斜扫描系统，可以减少晶体中析出物引起的衍射对比度，并清晰地观察磁畴壁。

图库

高分辨率 STEM 图像

通过组合无磁场物镜和STEM球面像差校正器，可以在无磁场环境中进行原子分辨率STEM观察。在STEM中，通过使用高会聚角模式，可以以01 nm量级的高空间分辨率进行STEM观察。

铁 Σ9 221
插图是晶界结构的晶胞平均图。
通过校正物镜的球差，可以直接观察Fe晶界的结构。
T。关等。 al，不相称的晶界原子结构，自然通讯 14,7806（2023）。重印图1。

钕永磁体（Nd₂铁₁₄B) [001] 事件高分辨率 HAADF STEM 图像和 FFT 图案。
获取 30 张 STEM 图像后，我们进行漂移校正并将它们叠加。 FFT 图案上的橙色圆圈表示空间频率为 1 Å。

HR 模式下的高分辨率 TEM 图像

通过使用 HR 模式，无需磁场即可进行高倍率 TEM 观察。与TEM球面像差校正装置组合，可以进行原子分辨率的TEM观察。

磁性纳米颗粒磁铁矿（Fe₃O₄) 的高分辨率 TEM 图像。
通过校正物镜的球差，可以清晰地观察原子排列。

CV 模式下的明场和暗场 TEM 图像

在 CV 模式下，光学系统的衍射面和物镜孔径面对齐。使用 CV 模式可以轻松选择衍射点，并允许对磁性材料进行明场和暗场观察。

在液氮温度下使纯铁变形 5% 所引入的位错的明场和暗场图像。电子衍射图中显示的黄色圆圈表示物镜孔径的位置。入射方向：<001>邻域
数据提供：岛根大学 Kazuto Arakawa 教授

洛伦兹-TEM图像/菲涅尔法

使用普通TEM，需要关闭物镜的激励才能观察磁畴结构。通过使用无磁场物镜，可以在保持物镜激励的高空间分辨率的同时观察磁畴结构。

聚焦图像下/散焦值-800 μm

坡莫合金薄膜（Fe₂₂镍₇₈)的磁域观测结果。
图中的黑白箭头表示畴壁位置。
坡莫合金的剩磁状态（图a）。通过使用 Z 磁场应用线圈，可以向样品引入外部磁场（图 b-d）。
样本提供者：东京工业大学三宫拓海副教授

相关链接

“直接观察氧化物晶界处的空间电荷感应电场”
Satoko Toyama、Takehito Seki、Bin Feng、Yuichi Ikuhara 和 Naoya Shibata
《自然通讯》第 15 卷，文章编号：8704 (2024)

“不相称的晶界原子结构”
Takehito Seki、Toshihiro Futazuka、Nobusato Morishige、Ryo Matsubara、Yuichi Ikuhara 和 Naoya Shibata
《自然通讯》第 14 卷，文章编号：7806 (2023)

“半导体异质界面二维电子气的实空间观测”
Satoko Toyama、Takehito Seki、Yuya Kanitani、Yoshihiro Kudo、Shigetaka Tomiya、Yuichi Ikuhara 和 Naoya Shibata
《自然·纳米技术》第 18 卷，第 521–528 页 (2023)

“反铁磁体固有磁场的真实空间可视化”
Yuji Kohno、Takehito Seki、Scott D Findlay、Yuichi Ikuhara 和 Naoya Shibata
《自然》杂志第 602 卷，第 234–239 页（2022 年）

无磁场环境中的原子分辨率电子显微镜
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