Avansert elektronmikroskopi for materialvitenskap

3. Utvidelse av in situ-studier om kollektiv bevegelse av sekundære elektroner

Basert på disse studiene på fordelingen av sekundære elektroner på de ladede isolasjonsfilmene, kan in situ-eksperimenter utføres for å undersøke interaksjonen mellom isolasjonsprøver. Figur 5 viser resultatene av en in situ studie av de elektriske feltvariasjonene og endringen i sekundær elektronfordeling mellom to isolasjonsmaterialer: en firkantet søyle av epoksyharpiks fremstilt ved FIB-metoden med Ga+ ioner, oget flak av nyrevevinnstøpt i epoksyharpiks og fremstilt ved mikrotomi.70) De geometriske konfigurasjonene til den firkantede søylen ognyreflaker vist i fig. 5(c). Den firkantede søylen av epoksyharpiks satt i piezo-drivsonden til en TEM-prøveholder56) nærmet segnyreflakgradvis.

Supportive Service Of Wecistanche - Den største cistanche-eksportøren i Kina:

E-post:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Tlf:+86 15292862950

Handle for flere spesifikasjoner:

https://www.xjcistanche.com/cistanche-shop

KLIKK HER FOR Å FÅ NATURLIG ORGANISK CISTANCHE EKSTRAKT MED 25 % ECHINACOSIDE OG 9 % ACTEOSIDE FOR NYREFUNKSJON

I de rekonstruerte fasebildene i fig. 5(a), på grunn av gjensidig bestråling med sekundære elektroner, avtar det elektriske potensialet til begge prøvene ettersom deres separasjon avtar. I de rekonstruerte amplitudebildene i fig. 5(b) er rød- og gulfargede områder observert rundtnyreflakmen ikke rundt den firkantede søylen, noe som stemmer overens med observasjonene presentert i fig. 4. Når separasjonen av prøvene falt under ca. 1 µm, forsvant de fleste av de rød- og gulfargede områdene, noe som indikerer en nedgang i antall sekundære elektroner rundt nyreflaket. Ikke desto mindre forblir svake fargeområder i det nedre høyre området, et stykke fra søylen til epoksyharpiks. Synlighetene til interferenskantene i de to grønne "f" og gule "e" kvadratiske områdene angitt i bildet lengst til venstre i fig. 5(a) sammenlignes som funksjoner av separasjonen mellom prøvene, som vist i fig. 5( d), når søylen beveger seg mot ( ) eller bort fra ( ) dennyreflak. En fremtredende økning i synlighet observeres i den gule firkanten nær nyreflaket når den firkantede søylen av epoksyharpiks nærmer seg nyreflakets overflate. Nedgangen i antall sekundære elektroner på overflaten av nyreflaket skyldes tilstedeværelsen av et ledende lag på overflaten av epoksyharpiksen, gjennom hvilket sekundære elektroner ble overført.

Som nevnt har akkumulering og kollektive bevegelser av elektroner rundt forskjellige positivt ladede isolatorer blitt observert gjennom amplituderekonstruksjonsprosessen i elektronholografi. Disse eksperimentene ble utført av TEM med en tynn isolerende prøveoverflate. Her viser vi at lignende effekter av sekundære elektroner, som tiltrekkes selv til bulkoverflater av isolatorer, kan observeres ved skanne-ionmikroskopi (SIM) med et FIB-system. Fellestrekket til fenomenene observert av TEM og SIM er den positive ladeeffekten til isolatorer. I det siste tilfellet, under SIM-observasjoner, brukes en Ga{{0}}ion-sonde for å skanne bulkisolatoroverflaten. Ved hvert punkt i det skannede området sendes sekundære elektroner ut fra bulkoverflaten, mens Ga+ ioner samler seg i bulkprøven, noe som resulterer i positiv lading. Figur 6 viser en bulkprøve hvor W-øyer ble avsatt på et glimmersubstrat for å danne tegnet "e" og et hevet minussymbol, "¹". Figur 6(a) tilsvarer starttilstanden der W-øyene ikke berøres av den +5 V-forspente sondenålen. Da sonden berørte en av øyene, "¹", ble den andre øya, "e", også lysere (fig. 6(b)), noe som antydet ladningsoverføringen fra øya "¹" til øya "e" med eksistensen av metalliske elementer Ga og W på glimmersubstratet som tilfellet med den tynne epoksyfilmen i fig. 4. Eksistensen av W er et resultat av dets spredning under avsetningsprosessen. Når sonden kontaktet tegnet "e", ble den mye lysere (fig. 6(c)). På den annen side, i fig. 6(d), ble tegnet "1" igjen lysere når den ble berørt av sonden, men "e" ble ikke lysere. SIM-observasjonen ble fortsatt i 48 s fra scene (b) til scene (d), og den nominelle Ga+ dosen i denne perioden var 0.027 (C m¹2) eller 0.17 (ion nm¹2). I fig. 6(d) anses det at bemerkelsesverdig sputtering av prøveoverflaten med Ga+-ioner resulterer i forskjellige overflateforhold enn de i fig. 6(b) og (c).

4. Sammendrag

Forskningsaktiviteten knyttet til mikrostruktur- og elektromagnetiske feltanalyser ved bruk av TEM fortsetter å øke. De nye trendene i disse mikrostruktur- og elektromagnetiske feltanalysene ble diskutert på det 27. møtet i Materials Science and Engineering Research Society, holdt ved Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University, med temaet "Recent Trends in Materials Properties and Mikroskopiteknikker". Basert på dette møtet ble noen nyere trender knyttet til TEM-analyser publisert i oktober 2019 i en spesialutgave av Materials Transactions (Vol. 60, No. 10) under tittelen "Development and Application of Advanced Electron Microscopy Techniques for Materials Science". Som en utvidelse av elektronholografi på sekundære elektroner rundt ladede isolerende prøver, er samspillet mellom slike prøver blitt avklart gjennom in situ eksperimenter. I tillegg har lignende effekter av sekundære elektroner, som tiltrekkes av bulkoverflaten til isolatorer, også blitt observert av SIM med et FIB-system. Disse in situ-eksperimentene på sekundære elektronfordelinger forventes å bli utført bredt og analysert kvantitativt i løpet av kort tid.

REFERANSER

1) JM Cowley:Diffraksjonsfysikk, (Nord-Holland, New York, 1990).

2) S. Horiuchi:Grunnleggende om HREM, (Nord-Holland, Amsterdam, 1994).

3) JCH Spence:Eksperimentell høyoppløselig elektronmikroskopi, (Oxford University Press, New York, 1988).

4) D. Shindo og K. Hiraga:Høyoppløselig elektronmikroskopi for materialvitenskap, (Springer, Tokyo, 1998).

5) JCH Spence:Mater. Sci. Eng. R26 (1999) 1­49. 

6) SJ Pennycook, SD Berger og RJ Culbertson:J. Mikroskopi144 (1986) 229­249. 

7) S. Morishita, R. Ishikawa, Y. Kohno, H. Sawada, N. Shibata og Y. Ikuhara:Mikroskopi67 (2018) 46­50. 

8) N. Shibata, T. Seki, G. Sánchez-Santolino, SD Findlay, Y. Kohno, T. Matsumoto, R. Ishikawa og Y. Ikuhara:Nat. Commun.8 (2017) 15631. 

9) N. Shibata, Y. Kohno, A. Nakamura, S. Morishita, T. Seki, A. Kumamoto, H. Sawada, T. Matsumoto, SD Findlay og Y. Ikuhara:Nat. Commun.10 (2019) 2308. 

10) A. Tonomura:Elektronholografi, 2. utgave, (Springer-Verlag, Berlin, 1999).

11) H. Lichte og M. Lehmann:Rep. Prog. Phys.71 (2007) 016102.

12) E. Völkl, LF Allard og DC Joy:Introduksjon til elektronholografi, (Springer Science & Business Media, Berlin, 1999). 13) MR McCartney og DJ Smith:Annu. Rev. Mater. Res.37 (2007) 729­767.