ZEISS Crossbeam

3D 분석과 샘플 준비에 최적화된 FIB-SEM

ZEISS Crossbeam Family

더욱 진보된 재료 분석 모델의 탄생

고해상도 전계방출 주사 전자 현미경(FE-SEM)의 이미징 기술과 분석 기술이 결합된 차세대 FIB 장비에 주목해 주십시오. 학교나 연구기관, 나아가 산업체 등 다양한 사용자층에 적합합니다. 또한 ZEISS FIB 모델인 Crossbeam은 모듈식 플랫폼 개념을 활용해 점점 늘어나는 시장의 니즈에 맞춰 시스템 업그레이드도 가능합니다. Crossbeam은 재료를 가공하는 LaserFIB, FIB밀링, 단면 및 표면 이미징, 3D 분석 등 다양한 활용이 가능합니다.

이 영상에서는 ZEISS Corssbeam의 TEM Lamella 샘플 preparation 워크 플로우와 관련해 독일 튀빙엔 대학교의 베네딕트 뮐러와 NMI 로이트링엔의 클라우스 버크하트 연구자들이 NanoSQUIDS의 결정 구조를 연구하는 방법에 대한 내용입니다.

Gemini SEM 컬럼을 활용해 고해상도 SEM 이미지에서 실제 샘플 정보 획득 가능
Ion-sculptor FIB 컬럼은 새로운 FIB 처리 방법으로 샘플 손상을 최소화하여 샘플 퀄리티를 유지하기 때문에 더 빠른 실험이 가능
TEM 샘플 준비 시 Ion-sculptor FIB의 저전압 기능을 사용해 샘플의 손상을 최소화하고 초소형 샘플을 획득
ZEISS Crossbeam 시리즈 중 Crossbeam 350는 VP(Variable Pressure) 기능을 활용할 수 있고 다양한 특성화 분석을 위해서는 Crossbeam 550 모델이 적합
Crossbeam 레이저로 in-situ 연구 향상: LaserFIB 워크 플로우를 통해 fsLaser를 사용하여 깊은 샘플 내부 구조에 빠르게 액세스 가능

특징

SEM 활용 최대화하기

저전압에서 최대 30% 향상된 SEM 분해능을 활용하십시오.

SEM 퍼포먼스

표면에 민감한 이미지 또는 3D tomography 분석시 ZEISS Crossbeam의 SEM 극표면 이미징 기술 적용
매우 낮은 가속 전압을 활용하더라도 고해상도, 높은 컨트라스트, 낮은 signal-to-noise 유지
다양한 검출기로 시료의 종합적 분석 가능, 유니크한 Inlens EsB 검출기로 순수한 재료 컨트라스트 이미지 획득
차징 현상으로 방해받는 전도성 시료를 분석

Focused Ion Beam Column of ZEISS Crossbeam

FIB 샘플 처리량의 증가

스마트한 FIB 밀링으로 최대 40% 빠른 샘플 가공으로 효율적인 분석이 가능합니다.

Ion-sculptor FIB

새로운 FIB 프로세싱이 적용된 갈륨 FIB 칼럼 Ion-sculptor를 사용
높은 퀄리티의 샘플 획득, FIB로 인한 데미지 최소화 및 동시에 더 빠른 실험 수행
저가속전압 성능 개선으로 TEM sample의 amorphization을 최소화
FIB 분해능을 손상시키지 않으면서 최대 100nA 전류를 사용하여 정확하고 빠른 샘플 제작
재료 제거를 위한 스마트한 FIB 스캐닝 전략으로 속도와 정밀도를 활용해 이전보다 최대 40% 빠른 실험 수행 가능
장시간 분석을 위해 높은 FIB 컬럼의 안정성을 보장

EDS Analytics in 3D with ZEISS Crossbeam

FIB 분석에서 최고의 3D 해상도 경험

EDS 및 EBSD 분석까지 통합할 수 있는 3D 분석을 확인해 보십시오.

Crossbeam 기능의 확장

3D Tomography Application을 리딩하는 패키지, ZEISS Atlas 5 솔루션을 이용해 Crossbeam 기능 확장
ZEISS Atlas 5의 통합 3D 분석 모듈을 사용하여 tomography 중 3D EDS 및 EBSD 분석 수행
FIB-SEM tomography에서 최고의 3D 해상도와 복셀 크기 활용 가능
3 nm 미만의 표면 정보를 디텍팅 할 수 있는 Inlens EsB 검출기를 사용해 극 표면의 재료 컨트라스트 이미지를 생성
추적 가능한 복셀 크기 및 자동화된 특수 솔루션을 활용해 이미지 퀄리티를 능동적으로 제어

Workflow 1. 빠르고 쉬운 TEM Lamella Preparation

1. ROI 자동화 내비게이션

시간이 오래 걸리는 ROI 탐색 없이 워크 플로우를 시작합니다.
Airlock의 내비게이션 카메라를 사용해 시료를 찾습니다.
통합된 유저 인터페이스를 통해 ROI를 쉽게 탐색할 수 있습니다.
SEM의 왜곡없는 넓은 Field of view(FOV)를 경험하실 수 있습니다.

Lamella of a copper sample ready for lift out

2. Bulk에서 Lamella 준비를 위한 자동화 샘플 준비(Automated Sample Preparation, ASP)

간단한 3단계 프로세스로 준비를 시작하세요: ASP
드리프트 고정, 증착 및 밀링, 정밀 밀링을 포함한 레시피를 정합니다.
FIB 칼럼의 이온 옵틱은 워크 플로우를 위한 높은 처리량을 가능케 합니다.
Batch 준비를 위해 레시피를 복사하고 필요한만큼 반복합니다.

Part of the TEM lamella preparation workflow in a ZEISS Crossbeam

3. Lift out

Manipulator를 가져와 Lamella에 부착합니다.
벌크에서 Lamella를 자릅니다.
Lamella를 들어 올릴 준비가 되면 TEM 그리드로 옮길 수 있습니다.

TEM lamella of a silicon sample after final thinning

4. Thinning: 최종 단계는 TEM Lamella의 퀄리티를 결정하므로 매우 중요합니다.

ZEISS Crossbeam은 두께를 라이브로 모니터링하여 원하는 두께의 Lamella에 도달할 수 있도록 설계되어 있습니다.
두 검출기 신호를 동시에 사용하여 한쪽은 두께를 파악하고 다른 한쪽은 표면 퀄리티를 컨트롤 하는데 사용합니다.
Amorphization를 최소화 시킨 아주 얇은 샘플 제작이 가능합니다.

Workflow 2. ZEISS Crossbeam Laser

LaserFIB 워크플로우를 활용한 in situ 연구 향상 방법

in situ 연구에서는 확인한 ROI에 정확하고 빠르게 재료를 가공하여 접근 후 FIB-SEM 단면이미징 및 3D Tomography분석을 수행 할 수 있습니다. ZEISS Crossbeam에 fs-Laser를 추가하고 초고속 샘플 준비의 혜택을 누리십시오.

깊은 샘플 내부 구조에 빠르게 접근합니다.
폭과 깊이가 최대 mm인 매우 큰 단면 준비가 가능합니다.
매우 짧은 레이저 펄스로 샘플 손상과 열적 손상을 최소화하여 가공 가능합니다.
FIB-SEM의 오염을 피하기 위해 laser전용 챔버에서 레이저 작업을 수행해 주십시오.
이전에 획득한 X-ray 현미경 데이터 세트와 correlation 분석을 통해 숨겨진 ROI를 찾습니다.

Applications

Images

Alumina spheres imaged with Tandem decel on Crossbeam 550

Comparison of milling strategies on Crossbeam 550

TEM lamella in Ag-Ni-Cu multi-layer system

Batch of 35 TEM lamellae

STEM image and EDS elemental map of Cr depletion in steel

Silicon in <110> orientation, STEM image of a FIB lamella

Nanopatterning

Overview: Nanofluidic channels, master stamp

Detail: Nanofluidic channels, meander-shaped channels

Detail: Nanofluidic channels, funnel-shaped inlets and outlets

LaserFIB

Deep laser cut in electronics sample to gain access to buried ROI in 860 µm depth.

200 µm wide cross section in a ceramic sample with 200 µm clearance on each side cut by fs-laser in less than 30 s.

Surface detail of a cross section in a metal alloy sample depicting the quality of the cut after polishing only with the laser.

Videos

Live imaging of FIB-milling a spiral in silicon. Imaged with the SEM using an Inlens detector.

3D tomogram of a solid oxide fuel cell. The SOFC’s anode is made of a heat resistant composite material: Nickel Samaria-doped Ceria.

Investigation of a lead free solder containing Cu and Ag particles in an Sn matrix

Video on 3D tomography of a lead free solder with ZEISS Crossbeam.

Video on EDS Analytics in 3D with ZEISS Crossbeam

FIB-Tomography in Life Sciences

Cell Biology – Algae. 3D reconstruction of a vitrified Emiliania huxleyi coccolithophore obtained from a cryo-FIB-SEM image series. The 3D reconstruction shows the immature coccolith (in yellowish), a coccolith in statu nascendi (blue) and lipid bodies (red). Courtesy: L. Bertinetti, Max-Planck Institute of Colloids and Interfaces, Potsdam, DE and A. Scheffel, Max-Planck Institute Plant Physiology, Potsdam, DE.

Neuroscience – Brain Sections. Large area milling and imaging of a brain section with the 3D module of ZEISS Atlas 5. High current allows fast milling and imaging of large fields of view up to 150 μm in width. The depicted brain image has a field of view of 75 μm in width and the sample was milled with a beam current of 20 nA. Courtesy: C. Genoud, FMI Basel, CH.

Accessories

Working principle of SIMS

ToF-SIMS로 3D 분석에서 더 높은 Throughput 결과 내기

ToF-SIMS (time of flight secondary ion mass spectrometry) 분광계를 Crossbeam 350 또는 Crossbeam 550에 추가하여 미량 원소, 광원소(예를 들어 리튬) 및 동위 원소 분석에 활용하십시오. 3D로 민감하고 포괄적인 분석을 통해 더 좋은 결과를 보장합니다. 맵핑 및 depth 프로파링일도 가능합니다. 원자 및 분자 이온을 ppm 수준까지 병렬로 감지하여 측면 방향으로 35 nm, 깊이 20 nm보다 우수한 분해능을 얻을 수 있고 이후 ROI에서 신호를 검색합니다.

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