Das Hitachi FlexSEM1000II – eine cleveres Kompakt-REM mit hoher Flexibilität (Teil 1)

Tabletop-REM wie die TM4000 Modelle von Hitachi haben im Verlauf des letzten Jahrzehnts eine bemerkenswerte Entwicklung genommen. Sie sind vor allem für Nutzer wertvoll, die analytische Möglichkeiten jenseits der lichtmikroskopischen Auflösung und Tiefenschärfe oder gar chemische Informationen über Ihre Materialien suchen.
Technische Miniaturisierung und günstige Bauweise bei Tabletop-Instrumenten (Einstieg bei unter 50.000 €) führen jedoch zu einer Reihe von Kompromissen hinsichtlich der Abbildungsqualität, Flexibilität oder untersuchbarer Probengröße. Wer Strukturen im Nanometerbereich oberflächensensitiv unter besten Vakuumbedingungen und zudem aus verschiedenen Blickrichtungen betrachten möchte, stößt mit diesen Geräten u.U. an die Grenzen. In früheren Zeiten blieb dann lediglich die Aufrüstung zum raumfüllenden und von einem Experten zu bedienenden Großgerät.    
Wir möchten an dieser Stelle und in den nächsten Ausgaben des Spectrum eine Lösung vorstellen, die Preis, kompakte Maße, einfache Bedienung (Autofunktionen, Navigationskamera, etc.), einfachste Wartung und Installation mit der Leistungsfähigkeit eines Großgerätes verbindet: Das FlexSEM1000II.  

Das FlexSEM ermöglicht die Installation auf dem Tisch oder auf justierbaren Füßen auf dem Fußboden. Mittels der angebrachten Rollen ist es sogar mobil. Bis auf ein wenig Platz für die Vorvakuumpumpe, PC, Monitore und einige Steckdosen mit 230 V gibt es keine Voraussetzungen zur Installation.
Dennoch ermöglicht die Bauweise die Abbildung mittels einer Wolframkathodenbasierten Hochleistungselektronenoptik mit bis zu 20 kV Beschleunigungsspannung, echtem Hochvakuum für höchste Auflösung (SE: 4 nm bei 20 kV an Gold, 15 nm bei 1 kV, BSE: 5 nm bei 20 kV), aber auch einem feinteilig einstellbaren Niedervakuummodus bis zu 100 Pa Kammerdruck. Damit sind nicht nur elektrisch isolierende Proben ohne Bedampfung mit einer leitfähigen Schicht, sondern in Kombination mit der optionalen Peltier Cooling Stage z.B. auch biologische Proben untersuchbar. Der standardmäßig vorhandene 5-Achsen-Tisch mit euzentrischer Rotation und Kippung erlaubt eine Betrachtung der Proben von -15° bis +90° bei Probengrößen von bis zu 153 mm und Höhen von 40 mm.
Das FlexSEM kann mit 30 mm2 SDD-EDX-Detektoren und Analysesystemen der führenden EDX-Hersteller Bruker, Oxford oder EDAX/AMETEK ausgestattet werden.
Eine Reihe von Optionen ähnlich oder gleich von solchen in Großgeräten komplettiert das Instrument. SE- und BSE-Abbildungen sind im kompletten Druckbereich zugänglich. Der Niedervakuum-SE-Detektor ermöglicht gar
Kathodolumineszenzmessungen. Steuerungspanel, Trackball, Joystick, STEM-Detektor, Chamberscope, 3D-Rauhigkeits-, Partikel-, Faseranalysen u.v.m. sind optional erhältlich.

Das System wird lediglich angeschaltet, wenn es auch benutzt wird. Nach dem Einschalten ist es sofort verfügbar und benötigt noch etwa 2 Minuten bis zum Hochvakuum-SE- oder BSE-Bild. Bei jedem Neustart wird vom System die optimale Kathodenheizung ermittelt und so die Lebenszeit der Kathoden um bis zu 50 % verlängert. Übrigens, die ersten 11 Kathoden sind Teil einer jeden Geräteinstallation.
Weitere Highlights sind der 5-Quadranten BSE-Detektor, die parallele Aufnahme von BSE- und SE-Bild, die Stitching-Funktion und eine Elektronenoptik die Beschleunigungsspannungen von 300 V bis zu 20 kV ermöglicht. Damit sind auch strahlempfindliche Proben hochauflösend untersuchbar.
Sind Sie neugierig geworden? In den nächsten Artikeln werden wir uns mit den Details zum FlexSEM beschäftigen. Aufgrund welcher Überlegungen wurde die Elek-tronenoptik entwickelt und wie schnell ist ein Wechsel der vorzentrierten Wolframkathode möglich? Was leisten die Detektoren? Wir stellen außerdem die Benutzeroberfläche vor.
Falls Sie nicht so lange warten wollen, besuchen Sie uns in Darmstadt oder schalten Sie sich bequem in eine Remotesession ein. Last but not least: Unser nächstes Online-Seminar im Juni wird einen Teil seiner Zeit ebenfalls dem FlexSEM widmen.

Mehr über Tabletop- und Kompakt-Rasterelektronenmikroskope

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