场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)在现代材料表征中的挑战亚博网站下载

蔡司显微材料科学部的高级主任Michael Rauscher博士向AZoM讲述了场发射扫描电子显微镜——它是什么，自发明以来亚博网站下载它是如何亚博老虎机网登录发展的，以及这项技术的未来。

2015年是第一台商用扫描电子显微镜诞生50周年。今天的系统与20世纪60年代早期的系统有什么不同?

当然，自从第一台显微镜从剑桥仪器公司(现为卡尔蔡司显微镜有限公司)运来以来，在许多领域都有了很大的发展和性能改进。

然而，要选择一个，我会说主要的里程碑绝对是引入热场发射源，使得能够实现巨大的飞跃，而不会影响系统的分析能力。迄今为止，这仍然是高分辨率扫描电子显微镜的主导设计。

对于场发射扫描电子显微镜来说分辨率仍然是主要的价值驱动因素吗?

它肯定是一个非常重要的因素，但其他因素同样重要，例如可用信号和对比度，前面提到的分析能力，但也可以对什么类型的样本进行柔韧性。

例如，今天我们可以用高分辨率的图像样本和各种各样的信号，这些信号在几年前还被认为是完全“不可想象的”电子显微镜。

为什么这很重要?

除了纯粹的解决方面，研究人员也有兴趣获得有关他们样本的各种信息，以获得完整的表征。一种场发射扫描电子显微镜通常提供丰富的信号和对比机制，帮助用户解锁标本的秘密。

现代工程中使用的新型材料，如陶瓷、氧化物、化合物或二维材料的表征是相当具有挑战亚博网站下载性的，因为它们经常容易在电子束下充电。当然，这种描述对于理解和调整它们的性质是很重要的。

描述现代材料的挑战是如何解决的?亚博网站下载

一个重要的推动器是在成像样品时使用低能量。这最大限度地减少了从一开始就充电。为了保持高分辨率和信号强度，需要特殊设计的光学器件，例如在一个强大的物镜中结合探头形成和信号检测的Gemini透镜，如Gemini镜头。

很早以前，我们就看到了这种技术的广泛应用需求，因此，Gemini设计是我们今天任何fe - sem的组成部分，特别是在我们新的高分辨率Sigma和超高分辨率Gemini isem仪器系列中。

这意味着光学设计是关键？

作为一家公司的代表，它回顾了显微镜的光学创新的独特遗产，我猜答案需要“是”。但是，我想补充说，检测方案的智能融合和与分析技术（如EDS）的链接同样重要。

在我们新推出的Zeiss Geminisem高级仪器家庭因此，我们提供了一种新颖的光学设计。纳米双透镜允许在低电压下轻松的子纳米分辨率。创新的NANOVP概念使得先前不可能在高达150Pa的压力下使用镜片二次和反向散射检测，在充电样品上提供前所未有的图像质量。

同时，NanoVP还可以在这种样品上使用EDS探测器，提供有关样品组合物的额外化学信息。

未来驱动FE-SEM创新的因素是什么?

这肯定是一个棘手的问题。对于研究来说，我会说，全面表征样本的趋势将继续推动市场，这意味着更多多样化和差异化的检测能力。

然而，我也希望与其他显微镜和分析技术的联系在未来会变得更加重要。因此，将从这些独立平台获得的数据无缝连接是一个挑战。而且，用户用于任何给定技术的时间越来越少。

因此，需要考虑易用性和产生结果的时间方面。本质上，这意味着未来的系统设计必须处理更广泛的应用领域，同时实现面向吞吐量的工作流。

Zeiss如何解决这些创新司机？

一方面，我们肯定会投入大量资金，以保持蔡司在FE- SEM技术在分辨率和检测性能方面的领先地位。新的ZEISS Sigma和ZEISS GeminiSEM仪器系列是推动光学性能边界的承诺的明确证据。此外，我们还专注于进一步增强和扩展我们的相关显微镜解决方案，如Shuttle和Find。

例如：我们最近开创了梭子的使用，发现包括原子力显微镜（AFM） - 一种特别兴趣的石墨烯研究领域的技术。

虽然我们的fe - sem在可用性和效率方面是独一无二的，例如Sigma仪器系列的“四步工作流程”，但我们肯定也会在这里扩展功能。总而言之，如果你允许我引用历史的话:蔡司肯定也致力于领导未来50年的SEM创新。

关于Michael Rauscher博士

自德国Tuebingen大学的研究生以来，迈克尔被电子和离子光学迷住，特别是它们在现代显微镜中的应用。

他在2006年获得了应用物理学博士学位，因为他设计和测试了用于温和样品成像和制备的低电压聚焦离子束系统。

在他的研究结束后，他加入了西门子医疗的一个碳离子癌症治疗项目，随后于2008年加入蔡司，担任FIB-SEM系统的产品经理。

从那时起，他在电子和相关显微镜的产品管理和业务发展方面担任过不同的职位。

他目前是蔡司显微镜公司材料科学市场部门的高级主管，负责从光到电子到x射线显微镜亚博网站下载这一迷人亚博老虎机网登录应用领域的显微镜和解决方案组合。