技術(shù)文章
TECHNICAL ARTICLES材料的性能在芯片制造,新能源,醫(yī)療,機(jī)械,機(jī)電等諸多領(lǐng)域起著舉足輕重的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,人們發(fā)現(xiàn)材料學(xué)的宏觀性能往往取決于材料微區(qū)的性能累積。因此,材料科學(xué)等研究領(lǐng)域的學(xué)者將研究重心放在了材料的微區(qū)組織和相關(guān)性能上。當(dāng)研究的對(duì)象尺寸從宏觀的厘米和毫米小到微米和納米時(shí),相關(guān)組織和性能的研究就需要特別注意不同區(qū)域組織和性能的對(duì)應(yīng)關(guān)系。為了表征這種對(duì)應(yīng)關(guān)系,通常需要在不同的設(shè)備間進(jìn)行切換,很難實(shí)現(xiàn)在納米級(jí)精準(zhǔn)度的前提下對(duì)某一微區(qū)進(jìn)行表征,各種表征和性能的測(cè)量也很難鎖定需要的微區(qū)域,所獲得的研究結(jié)果關(guān)聯(lián)性較弱。
為了解決這一問(wèn)題,Quantum Design公司推出了多功能材料微區(qū)原位表征系統(tǒng)-FusionScope。該系統(tǒng)可以對(duì)材料納米級(jí)微區(qū)域進(jìn)行原位二維和三維的形貌、成分分析、力學(xué)性能、電學(xué)性能,磁學(xué)性能表征。同時(shí),F(xiàn)usionScope還可以搭配加熱/制冷樣品臺(tái)以及可傾轉(zhuǎn)到80°的大傾角樣品臺(tái)來(lái)滿足客戶的不同需求,可廣泛滿足材料科學(xué),納米結(jié)構(gòu),半導(dǎo)體或太陽(yáng)能電池、生命科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。設(shè)備操作軟件簡(jiǎn)單易用,并且為剛接觸和有經(jīng)驗(yàn)的使用者分別提供了不同使用模式。設(shè)備后期維護(hù)簡(jiǎn)單,所占空間小,方便使用。
圖1. Quantum Design材料微區(qū)性能綜合表征系統(tǒng)-FusionScope
材料微區(qū)性能綜合表征系統(tǒng)主要優(yōu)勢(shì):
簡(jiǎn)單易用
Quantum Design自主研發(fā)的AFM和SEM成熟集成方案,自動(dòng)化程度高,軟件/硬件操作簡(jiǎn)單易用;不僅能滿足有經(jīng)驗(yàn)的使用者,也能讓初學(xué)者快速上手;
原位共享坐標(biāo)測(cè)量
多種AFM功能與SEM原位聯(lián)用,發(fā)揮出兩種常用顯微鏡的技術(shù)優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)同一時(shí)間、同一樣品區(qū)域和相同條件下的原位共享坐標(biāo)測(cè)量,避免樣品轉(zhuǎn)移過(guò)程中的污染風(fēng)險(xiǎn),特別適合環(huán)境敏感樣品;
齊全的測(cè)量功能
多通道樣品特性成像,并無(wú)縫關(guān)聯(lián)到三維形貌圖像中。AFM可測(cè)量的功能包括有:三維/二維表面形貌成像,力學(xué)/機(jī)械性能測(cè)量、電學(xué)測(cè)量、磁學(xué)測(cè)量;SEM配備EDS功能;
原位旋轉(zhuǎn)測(cè)量
利用SEM進(jìn)行實(shí)時(shí)、快速、精準(zhǔn)導(dǎo)航AFM針尖,從而實(shí)現(xiàn)AFM對(duì)感興趣區(qū)域的精準(zhǔn)定位與測(cè)量。無(wú)需轉(zhuǎn)移樣品,原位進(jìn)行80° AFM與樣品臺(tái)同時(shí)旋轉(zhuǎn);
更換樣品
FusionScope更換樣品僅需幾分鐘,簡(jiǎn)單快速。
功能展示
電子成像:
圖2. FusionScope和Hitachi Flex電子成像對(duì)比。左側(cè)圖為FusionScope獲得結(jié)果,右圖為Hitachi Flex掃描電鏡結(jié)果
不銹鋼樣品微區(qū)電子成像-三維成像-磁學(xué)綜合表征:
圖3. FusionScope對(duì)不銹鋼樣品的微區(qū)進(jìn)行電子成像,三維成像和磁學(xué)性能綜合表征
BaTiO3樣品微區(qū)電子成像-三維成像-電學(xué)綜合表征:
圖4. FusionScope對(duì)BaTiO3樣品進(jìn)行電子成像,三維形貌和電學(xué)性能的綜合表征
BaTiO3樣品的EFM、AFM、SEM掃描視頻
微觀力學(xué)性能表征:
圖5. 利用FusionScope的FIRE模式(Finite Impulse Response Excitation)對(duì)不同彈性模量的聚合物進(jìn)行綜合表征
大尺寸樣品形貌綜合表征:
圖6. FusionScope對(duì)刀片樣品進(jìn)行電子成像和三維成像綜合表征
FusionScope對(duì)刀片尖銳部分掃描視頻
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