Caratterizzazione superficiale

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1 TESCAN Digital microscopy imaging Tescan è una nuova societá produttrice di microscopi elettronici a scansione (SEM) caratterizzati oltre che da un alto livello di prestazioni, da un impareggiabile rapporto qualitá prezzo. La Tescan, societá della Repubblica Ceca a capitale interamente privato, è stata fondata nel 1991 da un gruppo di ricercatori e sviluppatori fuorusciti della societá Tesla. Tesla é stata per anni uno dei fornitori principali di dispositivi di misura elettro-ottici ed elettronici per il mercato dell est Europa. Attualmente, Tescan si avvale dell esperienza pluriennale di scienziati e tecnici di ricerca e sviluppo, provenienti dal centro di microscopia elettronica di Brno. Questo apporto qualificato, garantisce alla societá la propria posizione tra i centri e le societá piú importanti del settore. Caratterizzazione superficiale L ottimo rapporto qualitá prezzo, rende i SEM prodotti dalla Tescan, appetibili sia per applicazioni di ricerca pura che per R&D e controllo qualitá nei processi industriali. Tescan

2 VEGA Scanning Electron Microscopes Caratterizzazione superficiale Attualmente Tescan produce la più vasta famiglia di SEM al tungsteno sul mercato. Sono infatti disponibili 4 differenti camere di analisi sia in modalità Alto Vuoto che Basso Vuoto, per un totale di 8 modelli. I SEM Tescan sono gli unici al mondo che dispongono dell innovativa tecnologia Wide Field Optics, che consente la visalizzazione del campione in quattro modalità differenti come: Resolution per la visualizzazione ad alta risoluzione, Depth per poter avere una elevata profondità di campo, Field of View per poter avere un campo di visione allargato e Wide VEGA\\\LM VEGA\\\SB VEGA\\\EasyProbe Field per poter visualizzare il carosello portacampioni, con un ingrandimento minore di 4X. VEGA\\\XM Tali modalità di visualizzazione sono possibili grazie all innovativo progetto dell elettrottica, unica sul mercato, dotata di 4 lenti elettromagnetiche; grazie al suo progetto innovativo, consente grande flessibilità sia nel campo della ricerca e sviluppo, che in quello Industriale. I microscopi a scansione della serie Vega//, dispongono di stage manuali, motorizzati su 5 assi X,Y,Z, Rotazione, Tilt e di tipo compucentrico. Caratteristiche tecniche della famiglia VEGA\\\ Tipo di emettitore Risoluzione in alto vuoto (SE) Filamento di tungsteno 3.0 nm at 30 kv Tescan Risoluzione in basso, medio vuoto (BSE) 3.5 nm at 30 kv Ingrandimenti Continui da 4x a 1,000,000x Tensione di accellerazione 200 V to 30 kv Corrente di fascio 1 pa to 2 µa

3 DATI TECNICI DELLA FAMIGLIA VEGA\\\ Tipo di Camera SB EasyProbe LM XM VEGA\\\ HiVac VEGA\\\SBH VEGA\\\EasyProbeH VEGA\\\LMH VEGA\\\XMH VEGA\\\ UniVac VEGA\\\SBU VEGA\\\EasyProbeU VEGA\\\LMU VEGA\\\XMU Dimensioni interne Ø 160 mm Ø 160 mm Ø 230 mm Porta 120 mm (larg) 120 mm (larg) 148 mm (larg) 300 mm (larg) 330 mm (prof) 280 mm (larg) 310 mm (alt) Numero di flangie Sospensione camera meccanica meccanica Stage portacampioni di tipo Movimenti dello stage semi-motorizzato di tipo eucentrico X= 45 mm mot. Y= 45 mm mot. Z= 27 mm man. Z = 6 mm man. Rotation: 360 cont. mot. Tilt: -75 to +50 man. semi-motorizzato di tipo eucentrico X= 45 mm mot. Y= 45 mm mot. Z= 27 mm man. Z = 6 mm man. Rotation: 360 cont. mot. Tilt: -75 to +50 man. pneumatica meccanica (opzionale) motorizzato compucentrico X= 80 mm* Y= 60 mm* Z= 47 mm Tilt: 75 to +50 ** pneumatica motorizzato compucentrico X= 130 mm Y= 130 mm Z= 100 mm Tilt: 20 to +80 Altezza campione massimo 30 mm massimo 30 mm massimo 60 mm massimo 14 cm (140 mm) Microanalisi Bruker XFlash SDD da 133 ev di risoluzione * Come opzione sono disponibili dei manipolatori con i seguenti range di movimento: 40 x 60 mm, 60 x 40 mm, 60 x 60 mm 80 x 40 mm, 80 x 60 mm ** da una distanza di lavoro di 15 mm e per l altezza eucentrica del campione VEGA Wide Field Optics Schema di funzionamento del sistema di scansione a 4 lenti RESOLUTION DEPTH FIELD WIDE FIELD ROCKING BEAM MIRA High Resolution Schottky FE SEM Tescan non si è lasciata sfuggire l esigenza delle più recenti richieste dal mercato delle nanotecnologie, introducendo la nuova serie dei microscopi Mira ad alte prestazioni, equipaggiati con l emettitore di tipo Schottky Field Emission. Le caratteristiche principali dei microscopi Mira sono: Emettitore ad alta brillanza di tipo Schottky per alta risoluzione, alte correnti, immagini con basso rumore e campionamento veloce.

4 Sistema elettrottico a tre lenti di tipo Wide Field Optics, progettato da Tescan per offrire una ampia varietà e modalità di lavoro, grazie all apporto della lente intermedia per l ottimizzazione delle aperture. La famiglia Mira integra anche la tecnologia In-Flight Beam Tracing per migliorare le MIRA\\\ LM MIRA\\\ XM prestazioni e l ottimizzazione dello spot e della corrente di fascio. Questa tecnologia è utile per tecniche di analisi come EDX, WDS ed EBSD perchè consente di controllare la dimensione dello spot o della corrente di fascio, in tempo reale, al variare dei parametri operativi. Caratteristiche tecniche della famiglia MIRA\\\ Tipo di Emettitore Risoluzione In alto vuoto (SE) Risoluzione in alto vuoto (In-Beam ) Ad alta brillanza Schottky field emission 1.5 nm a 30 kv; 3.0 nm a 3kV 3.5 nm a 1 kv Risoluzione in basso, medio vuoto (BSE) 2.5 nm a 30 kv; 3.5 nm a 3kV Ingrandimenti Tensione di accellerazione Corrente di fascio Sistema di antivibrazioni attivo integrato Continui da 4x a 1,000,000x 200 V a 30 kv 2 pa a 100 na Sistema Halcyonics per l isolamento su 6 gradi di libertà, rimuove >98,75% delle frequenza superiori ai 10 Hz La famiglia Mira attualmente dispone di due tipi di camere di analsi e due modelli alto vuoto e basso vuoto, per un totale di 4 strumenti. DATI TECNICI DELLA FAMIGLIA MIRA\\\ Tipo di Camera LM XM MIRA\ HiVac MIRA\LMH MIRA\XMH MIRA\ UniVac MIRA\LMU MIRA\XMU Dimensioni interne Ø 230 mm 300 mm (larg) x 330 mm (prof) Porta 148 mm 280 mm (larg) x 310 mm (alt) Numero di flangie Sospensione camera pneumatica Stage portacampioni di tipo motorizzato 5 assi - compucentrico motorizzato 5 assi - compucentrico Movimenti dello stage X= 80 mm Y= 60 mm Z= 47 mm Tilt: 75 to +50 * X= 130 mm Y= 130 mm Z= 100 mm Tilt: 20 to +80 Altezza campione massimo 60 mm massimo 143 mm * da una distanza di lavoro di 15 mm e per l altezza eucentrica del campione

5 LYRA Focused Ion Beam Equipped Scannig Electron Microscope Lyra\ è il FIB-SEM di Tescan, nato grazie all esperienza maturata sulle colonne tradizionali in tungsteno e Schottkey field emission. Lyra\ è uno strumento, che combina in una camera di analisi una colonna in tungsteno ed una a ioni di gallio. Consente di poter estendere all acquisizione di immagini SEM, anche la possibilità di modifica superficiale tipica delle colonne a ioni di gallio, sia per quanto concerne la parte di etching che di deposizione. Specifiche Colonna SEM Le caratteristiche della parte SEM sono le medesime delle colonne Tescan in tungsteno e FEG, sia in versione alto vuoto che basso vuoto. Specifiche Colonna FIB LYRA Specifiche parte GIS Geometria che consente di operare con le colonne SEM e FIB. 5 riserve di gas con relativi capillari. Microstage a 3 assi per un posizionamento automatico degli ugelli Controllo automatico della temperatura Gas standard per GIS Deposizione tungsteno metallico Deposizione Platino Deposizione di (SiO ) x Etching di diamante e PMMA (H O) 2 Etching selettivo di Si, SiO, Si N, W (XeF ) N.B. Su richiesta sono disponibili altri gas Colonna con pompaggio differenziale attraverso due pompe ioniche, per limitare gli effetti di scattering. Aperture di tipo motorizzato ad alta riproducibilità. Beam Blanker e Faraday cup fanno parte della fornitura standard. Immagini simultane dalla parte SEM durante la fase di etching o deposizione con il FIB. Il sistema FIB è completamente integrato con il software di controllo del SEM. Software di scrittura ed etching con programmazione dei parametri. Cannone ionico Risoluzione Vuoto cannone Altovuoto DATI TECNICI LYRA Sorgente ionica a ioni di Gallio < 5 nm a 30 kv < 5 x 10-6 Pa < 1 x 10-2 Pa Modalità di lavoro Imaging, SEM-FIB simultaneous imaging, Etching, Polishing, Selective etching*, I-beam induced deposition* Ingrandimento 150 a 1,000,000 Tensione di 1 kv a 5 kv e 10 kv a 30 kv accelerazione Corrente di fascio da 1 Pa a 20 na Velocità di da 160 ns a 10 ms per pixel scansione Modalità di scansione Focus window, Point, Line, Rectangle, Circle, Ring, Stairs, Bitmap, Text Rivelatori Tescan All interno della camera del microscopio, vengono prodotti differenti segnali, come risultato dell interazione tra il fascio incidente e la superficie del campione che si sta analizzando. Tutti questi segnali possono essere raccolti, utilizzando appropriati tipi di rivelatori.

6 Questi segnali comprendono: elettroni secondari (SE), elettroni retrodiffusi (BSE), elettroni trasmessi (TE), raggi X e di catodoluminescenza; contengono inoltre, informazioni relative alla struttura, alla cristallografia, alla morfologia, ed al contenuto degli elementi del campione. Rivelatore SE Caratterizzazione superficiale Si tratta di un rivelatore di alta qualità di tipo Everhardt-Thornely per la rivelazione degli elettroni secondari, è montato di serie su tutti i microscopi Tescan. Monta come scintillatore un cristallo di tipo YAG, che consente di avere una alta velocità di acquisizione, grande efficenza ed un tempo vita illimitato. Rivelatore BSE Tescan produce diversi tipi di rivelatori per gli elettroni retrodiffusi (BSE). Il rivelatore a scintillazione con cristallo di tipo YAG, è la migliore soluzione per avere un ottimo contrasto del materiale, mentre, la versione con doppio scintillatore è suggerita quando si desidera ottenere un ottimo contrasto del materiale associato ad una ottima topografica. È disponibile inoltre, il rivelatore a semiconduttore a quattro quadranti, per chi necessiti una sofisticata qualità delle immagini. Rivelatore In-Beam Rivelatore degli elettroni secondari ad altissima risoluzione per i microscopi Schotty field emission della serie Mira\\. Questo rivelatore di morfologia, è installato direttamente all interno del cannone del microscopio, questo garantisce di ottenere un ottimo segnale a basse tensioni di accellerazione e a distanze di lavoro molto piccole, dell ordine di qualche millimetro. Rivelatore LVSTD Il rivelatore LVSTD per gli elettroni secondari in basso vuoto, è stato sviluppato e brevettato da Tescan. Utilizza un rivelatore di tipo E-T standard modificato in modo da avere un sistema di pompaggio differenziale. La camera di analisi è posizionata vicino ad una barriera di microlenti differenziali ed è evacuata utilizzando una piccolissima pompa turbomolecolare. Rivelatore TE/STEM Il rivelatore per gli elettroni trasmessi, è un rivelatore di facile utilizzo da inserire sulla parte superiore dello stage, utile per ottenere immagini di scansioni di elettroni trasmessi. È stato progettato per utilizzare campioni per TE di tipo ultrasottile, nel settore istologico dove è necessario ottenere immagini ad alta risoluzione su griglie di tipo standard da 3,5 mm. Rivelatore CL Tescan Il rivelatore del segnale di catodoluminescenza, completa la rilevazione di tutti i segnali sopra descritti generati dal campione. Viene impiegato principalmente in mineralogia, e dove si richieda di vedere le impurezze all interno di un materiale.