将您的FIB-SEM用于纳米成像和纳米加工
专为高通量样品制备和3D分析而设计的FIB-SEM

蔡司Crossbeam系列

轻松发现和设计先进材料

蔡司Crossbeam系列的FIB-SEM结合了场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)出色的成像和分析性能,和新一代聚焦离子束(FIB)优异的加工性能。无论是在科研或是工业实验室,您都可以在一台设备上实现多用户同时操作。得益于蔡司Crossbeam系列模块化的平台设计理念,您可以根据自己需求的变化随时升级仪器系统。在加工、成像或是实现三维重构分析时,Crosssbeam系列都将大大提升您的应用体验。

点击视频,了解蔡司Crossbeam TEM薄片样品制备流程如何帮助图宾根大学的Benedikt Müller先生和罗伊特林根自然与医学研究院的Claus Burkhardt先生,研究微纳超导量子干涉装置(NanoSQUIDS)的晶体结构。

  • 使用Gemini电子光学系统,您可以从高分辨率SEM图像中提取真实样本信息
  • 使用新的Ion-sculptor FIB镜筒以及全新的样品处理方式,您可以大限度地提高样品质量、降低样品损伤,同时大大加快实验操作过程
  • 使用Ion-sculptor FIB的低电压功能,您可以制备超薄的TEM样品,同时将非晶化损伤降到非常低
  • 使用Crossbeam 350的可变气压功能
  • 或使用Crossbeam 550实现更苛刻的表征,大仓室甚至为您提供更多选择

FIB-SEM的优势

ZEISS Crossbeam with Gemini Optics

将SEM的探测能力发挥到更好

低电压电子束分辨率提升高达30%

  • 无论是二维表面成像或三维重构,蔡司Crossbeam的扫描电子束均可提供优异的表现。
  • 即使在低加速电压下,也可以获得高分辨率、高衬度、高信噪比。
  • 可通过一系列的探测器表征您的样品。独特的Inlens EsB探测器,可获取纯的材料成分衬度信息。
  • 表征不导电样品可以不受荷电效应的影响。
SEM性能
折叠
Focused Ion Beam Column of ZEISS Crossbeam

提高您的FIB样品的测试加工效率

通过FIB智能的刻蚀策略,其材料移除速率可提升高达40%

  • 采用新的镓离子FIB镜筒——Ion-sculptor来实现全新的FIB加工方式
  • 获得高质量的样品,最小化FIB导致的样品损伤,同时加快实验操作过程
  • 使用高达100nA的离子束束流,高效而精确地处理样品,并保持高分辨率
  • 得益于智能的FIB扫描策略,移除材料相比以往实验将快40%以上

Ion-sculptor FIB
折叠
EDS Analytics in 3D with ZEISS Crossbeam

在FIB-SEM分析中体验优异的三维空间分辨率

体验整合的三维能谱和EBSD分析所带来的优势

  • 可使用蔡司Atlas 5软件扩展您的Crossbeam,它是一个针对快速而准确的三维断层成像的软硬件包。
  • 使用Atlas 5中集成的三维分析模块可在三维断层成像的过程中进行EDS和EBSD分析
  • FIB-SEM的断层成像可获得优异的三维空间分辨率和各向同性的三维体素尺寸。使用Inlens EsB探测器,探测深度小于3nm,可获得极表面的、材料成分衬度图像
  • 减薄的过程中收集连续切片图像以节省时间,精确的体素尺寸和自动工作流程保证图像质量
三维重构分析
折叠
Array of TEM lamella fabricated with automated preparation. Crossbeam 550.

TEM样品制备流程

按照以下步骤,高效率、高质量地完成制样

Crossbeam 为制备超薄、高质量的TEM样品提供了一整套解决方案,您可以高效地准备样品,并在TEM或STEM上实现透射成像模式的分析。

Optional add-on
Optional add-on
Optional add-on:
A navigation camera is mounted on the airlock, here on ZEISS Crossbeam 550 L, but it could also be mounted on an airlock of a ZEISS GeminiSEM or the chamber of a ZEISS EVO.

1.自动定位——感兴趣的区域(ROI)轻松导航       

  • 您可以不费功夫地找到感兴趣的区域(ROI)   
  • 使用样品交换室的导航相机对样品进行定位     
  • 集成的用户界面使得您可以轻松定位到ROI 
  • 在SEM上获得宽视野、无畸变的图像
Lamella of a copper sample ready for lift out
Lamella of a copper sample ready for lift out
Lamella of a copper sample ready for lift out
Fabricated with automatic sample preparation, prepared and imaged by FIB. Field of view 76.22 µm.

2. 自动制样——从体材料开始制备薄片样品

  • 您可以通过简单的三个步骤制备样品:ASP(自动样品制备)      
  • 定义参数包括漂移修正,表面沉积以及粗切、精细切割        
  • FIB镜筒的离子光学系统保证了工作流程具有极高的通量       
  • 将参数导出为副本,进而可以重复操作实现批量制备
Part of the TEM lamella preparation workflow in a ZEISS Crossbeam
Part of the TEM lamella preparation workflow in a ZEISS Crossbeam
Part of the TEM lamella preparation workflow in a ZEISS Crossbeam
the needle of the micromanipulator with the TEM lamella attached is lifted out from the bulk.

3. 轻松转移——样品切割、转移机械化       

  • 导入机械手,将薄片样品焊接在机械手的针尖上        
  • 将薄片样品与样品基体连接部分进行切割,使其分离       
  • 薄片随后会被提取并转移到TEM栅网上
TEM lamella of a silicon sample after final thinning
TEM lamella of a silicon sample after final thinning
TEM lamella of a silicon sample after final thinning
This split image lets the user control thickness and surface quality simultaneously. The thinned area appears bright in the SE image.

4. 样品减薄——获取高质量TEM样品至关重要的一步       

  • 仪器在设计上允许用户实时监控样品厚度,并最终达到所需求的目标厚度      
  • 您可以同时通过收集两个探测器的信号判断薄片厚度,一方面可以通过SE探测器以高重复性获取最终厚度,另一方面可以通过Inlens SE 探测器控制表面质量       
  • 制备高质量的样品,并将非晶化损伤降到可以忽略的地步
Crossbeam 550的360°全景视野
0%

了解蔡司Crossbeam背后的科技

SEM电子光学系统

有二类镜筒可以选择

蔡司Crossbeam的FE-SEM镜筒与蔡司所有的FE-SEM系统一致,都是基于蔡司Gemini技术。您可选择Crossbeam 350使用可变气压模式的Gemini I 镜筒,或者Crossbeam 550使用Gemini II镜筒。

电子光学系统

 

Gemini-新型光学系统

极表面成像的优势

对电子束敏感的样品或不导电样品往往需要低着陆能量下的高分辨成像。现在蔡司 Crossbeam 550 引入了两步减速方式,Tandem decel。

Gemini技术的新特性
 

FIB-SEM技术

具有开创性的100nA束流

蔡司Crossbeam的聚焦离子束镜筒具有100nA的束流。在保持加工精度的前提下提高您的FIB工作效率。

FIB-SEM技术

体验不同之处

在进行高分辨成像时,可在使用Tandem decel或不使用之间进行切换

蔡司Crossbeam系列

蔡司Crossbeam 550配备标准样品仓

蔡司Crossbeam 550配备标准样品仓

蔡司Crossbeam 550配备标准样品仓
蔡司Crossbeam 550配备标准样品仓

蔡司Crossbeam 550配备加大样品仓

蔡司Crossbeam 550配备加大样品仓

蔡司Crossbeam 550配备加大样品仓
蔡司Crossbeam 550配备加大样品仓

在蔡司Crossbeam系列中,您可选择Crossbeam 350或者Crossbeam 550,来满足您急需的表征应用,您还可选择不同的样品仓尺寸从而更好的兼容您的样品。

  蔡司 Crossbeam 350 蔡司 Crossbeam 550
扫描电子束系统

Gemini I 镜筒               

可变气压选项

Gemini II镜筒

可选Tandem decel

样品仓尺寸和接口 标准样品仓有18个扩展接口
标准样品仓有18个扩展接口或者加大样品仓有22个扩展接口
样品台
X/Y方向行程均为100mm X/Y方向行程:标准样品仓100mm加大样品仓153 mm 
荷电控制

荷电中和电子枪

局域电荷中和器

可变气压

荷电中和电子枪

局域电荷中和器

 

可选选项

Inlens SE 和 Inlens EsB* 探测器可同时获取SE和ESB成像

VPSE探测器

Inlens SE 和 Inlens EsB可同时获取SE和ESB成像

大尺寸预真空室可传输8英寸晶元

注意加大样品仓可同时安装3支压缩空气驱动的附件。例如 STEM, 4分割背散射 探测器和局域电荷中和器

特点 由于采用了可变气压模式,从而具有更大范围的样品兼容性,适用于各类原位实验,可依次获取SE/EsB图像
高效的分析和成像,在各种条件下保持高分辨特性,同时获取Inlens SE和Inlens ESB图像
    *SE 二次电子,EsB 能量选择背散射电子

应用实例

  • 图像
    氧化铝球在Crossbeam 550上使用Tandem decel拍摄

    氧化铝球在Crossbeam 550上使用Tandem decel拍摄

    在硅上不同切割策略的对比

    在硅上不同切割策略的对比

    TEM薄片 Ag-Ni-Cu多层结构

    TEM薄片 Ag-Ni-Cu多层结构

    批量制备35个TEM薄片

    批量制备35个TEM薄片

    钢的STEM图像和EDS的Cr元素分布图

    钢的STEM图像和EDS的Cr元素分布图

    FIB制备的TEM样品,硅的<110> 方向的STEM图像

    FIB制备的TEM样品,硅的<110> 方向的STEM图像

    纳米图形加工:
    使用FIB在硅片预制母版上加工纳米级微流通道(左图)。

    注释:曲折的通道(中心)。入口和出口都是漏斗形状(右图)

    由I. Fernández-Cuesta, INF Hamburg, Germany提供

    纳米级微流通道,预制母版

    纳米级微流通道,预制母版

    纳米级微流通道,曲折通道

    纳米级微流通道,曲折通道

    纳米级微流通道,入口和出口的漏斗形状

    纳米级微流通道,入口和出口的漏斗形状

  • 视频
    Live imaging of FIB milling a spiral

    FIB在硅材料上切割螺旋图案时的实时成像
    SEM使用Inlens探测器成像

    3D tomogram of a solid oxide fuel cell

    固体氧化物燃料电池的三维重构图像
    该固体氧化物燃料电池的阳极是由耐高温的复合材料制成的:掺杂了镍和氧化钐的氧化铈。

    Sn基体中含有Cu和Ag颗粒的无铅焊料的研究
    无铅焊料的3D重构视频

    在1.8kV下获得的SEM图像重构数据。
    感谢: M. Cantoni, EPFL Lausanne, 瑞士。

    3D EDS分析视频

    元素成分信息:在6kV下使用Atlas 5 Analytics(分析)采集的EDS图。
    感谢: M. Cantoni, EPFL Lausanne, 瑞士。

    FIB三维重构技术在生命科学上的应用
    Cell Biology – Algae

    细胞生物学——藻类植物
    通过cryo-FIB-SEM成像系统获得的海洋浮游藻和颗石藻的粘合体的三维重构过程。三维重构图显示了未成熟的颗石藻(用黄色表示),其他不同条件下的颗石藻(蓝色表示)以及脂质体(用红色表示)。
    感谢:德国波茨坦马克斯普朗克胶体与界面研究所L. Bertinetti,德国波茨坦Max-Planck研究所植物生理学A. Scheffel。

    Neuroscience – Brain Sections

    神经科学 - 脑切片
    使用蔡司Atlas 5的3D模块对脑切片进行大面积减薄与成像。大电流不仅可以实现快速的减薄和成像,并且可以获取150μm的宽视野。所展示的切片采用20nA的束流减薄,并且图像具75μm宽的视野。
    感谢:C Genoud,FMI巴塞尔,CH。

软件

蔡司Atlas 5-挑战多尺度分析

蔡司Atlas 5-挑战多尺度分析

Atlas 5可以简化您的工作:以样本为中心的关联环境下为您创建多尺度、多模式的综合图片。Atlas 5集强大的硬件和易于操作的软件为一体,大大拓展了蔡司聚焦离子束扫描电镜(FIB-SEM)的应用范围。

关联您的X射线显微镜和聚焦离子束扫描电镜:使用X射线显微镜数据对三维的内部特征进行准确定位,并使用于FIB中。

受益于专门针对聚焦离子束扫描电镜应用设计的两个模块:3D成像的3D数据自动采集模块和具有解决复杂的纳米图形刻蚀模块的纳米图形发生器(NPVE Advanced)。

 

阅读了解更多

可视化及分析软件

可视化及分析软件

蔡司推荐您使用Object Research Systems (ORS) 的 Dragonfly Pro

此解决方案可为X射线,FIB-SEM,SEM以及氦离子显微镜获取的三维数据进行可视化三维重构和分析。

基于Visual SI Advanced系列, Dragonfly Pro 能提供高清解析度可视化技术和优异的图形处理技术。Dragonfly Pro支持通过简单易用的Python脚本进行定制。用户可以完全掌控3D数据后期处理环境和流程

更多信息

 

SIMS 工作原理

SIMS 工作原理

SIMS 工作原理
SIMS 工作原理
聚焦的Ga离子(蓝色)从样品表面几纳米的范围内将材料(灰色)溅射出来。被溅射出的不同种类的离子被收集进入到ToF-SIMS探测器

结合全新的飞行时间---二次离子质谱(ToF-SIMS)实现高通量3D分析

将ToF-SIMS与Crossbeam 350或550结合以分析痕量元素、轻元素(例如锂元素)以及同位素等。它可在3D层面进行灵敏而深入的探测,包含2D元素面分布以及随深度的分布。其具有极高的检测限,可在ppm级的浓度范围内同时探测单原子离子或分子离子。同时,ToF-SIMS具有横向35nm、纵向20nm的分辨率,可获得特征区域的任何信号。


下载

ZEISS Crossbeam Family

Your FIB-SEM for High Throughput 3D Analysis and Sample Preparation

页: 24
文件大小: 5.811 kB

ZEISS Crossbeam Family

Introducing ToF-SIMS enables High Throughput in 3D Analysis

页: 2
文件大小: 1.322 kB

ZEISS Microscopy Solutions for Steel and Other Metals

Multi-modal characterization and advanced analysis options for industry and research

页: 22
文件大小: 12.439 kB

X² STEM Lamella Preparation from Multicomposite Organic Electronic Devices with ZEISS FIB-SEMs

Application Note

页: 6
文件大小: 883 kB

ZEISS Crossbeam Family

High Resolution STEM and EDS Study of Chromium Depletion in Stainless Steel

页: 5
文件大小: 1.615 kB

ZEISS Crossbeam 550

High Throughput Imaging

页: 5
文件大小: 2.045 kB

ZEISS Crossbeam

Reproducible TEM Lamella Thinning by FIB with Real-time Thickness Control and End-point Detection

页: 5
文件大小: 1.395 kB

Application Note:

FIB-SEM Investigations of the Microstructure of CIGS Solar Cells

页: 7
文件大小: 1.388 kB