纳米科学和纳米材料
用于材料科学的显微镜应用

纳米科学和纳米材料

解决纳米科学和纳米技术中最紧迫的挑战

对更实惠、更快捷器件需求的不断增长推动了纳米技术的创新。为了满足这一需求,对半导体、低维材料、薄膜、光子学以及微流控和纳流控的研究日益复杂。换言之,推动纳米科学进步的动力使得人们在现有技术基础上不断取得突破。

纳米材料研究的成效取决于可用的显微成像工具。适当的工具可以帮助您轻松收集有关样品的关键信息,而样品或研究越复杂,分析要求就会越严格。如果显微镜满足不了您的研究需求,您的项目便会停滞不前。

阅读更多内容,了解蔡司显微镜解决方案及其如何助您一臂之力

半导体和电子学研究

半导体和电子学研究

低维材料

低维材料

微流控和纳流控

Claus Burkhardt博士
客户评价 Claus Burkhardt博士 罗特林根自然与医学科学研究所应用科学和电子显微镜负责人

“假设能检测到小至1玻尔磁子的磁矩,你会做些什么?事实上,你可以看到单电子自旋翻转。这正是我们试图用nanoSQUID超导量子干涉器做的事情。这些干涉器由一个与约瑟夫森结相交的环组成,具有约1 nm厚的超薄绝缘隧道势垒。我们可以使用蔡司Orion Nanofab制造SQUID。由于约瑟夫森结很小,因此需要在超薄样品上使用TEM。接着,我们可以进一步研究晶体损坏。现场样品制备对于感兴趣区域的重新定位至关重要,而它只能使用FIB-SEM完成。为了实现原子分辨率,获得极薄的高质量样品十分关键。”

制备TEM薄片并研究NanoSQUIDS

  • 通过此视频了解图宾根大学的Benedikt Müller和NMI Reutlingen的Claus Burkhardt使用蔡司Crossbeam进行TEM薄片样品制备的工作流,用于研究NanoSQUIDS微纳超导量子干涉装置的晶体结构。

应用

  • 显微力学测试

  • 薄膜中的痕量元素

  • 纳米材料的三维分析

  • 在进行原位压缩实验前用Zernike相差成像的三维打印纳米晶格结构

    三维打印纳米晶格结构

  • 利用化学气相沉积(CVD)技术在Si/SiO2基材上生长的MoS2 2D晶体

  • 结构化的金片

  • 三维堆叠芯片互连,铜柱microbump埋深760 µm

    三维堆叠芯片互连

  • 微流控示例

    微流控示例

  • 在钛合金样品中使用飞秒激光加工的微柱阵列。

    显微力学测试
    在钛合金样品中使用飞秒激光加工的微柱阵列。这些微柱可用于显微力学测试或在取出后用于X射线显微镜的样品制备。每根微柱的尺寸:100 µm高,四周有150 µm间隙,尖端直径30 µm。整个阵列的激光加工时间为2.5分钟。观察视野2.010 mm。蔡司Crossbeam 350激光器

  • 经过自上而下的SIMS测量后,玻璃基材上的钙钛矿太阳能电池。

    薄膜中的痕量元素
    经过自上而下的SIMS测量后,玻璃基材上的钙钛矿太阳能电池。感兴趣区域经镓束扫描500次。根据质荷比对二次离子进行光谱分析。在所有层中都观察到了显著的Na信号。可以使用SIMS研究痕量元素的混合和扩散,已知其会影响薄膜光伏电池的性能。(左侧SEM图像,比例尺2 μm,右侧Na SIMS图)。带飞行时间(ToF)SIMS探测器的蔡司Crossbeam 350 FIB-SEM。样品由澳大利亚国立大学RSEEME的Arafat Mahmud提供。

  • 在SOEC(固体氧化物电解池)中观察到的微观结构退化。

    纳米材料的三维分析
    在SOEC(固体氧化物电解池)中观察到的微观结构退化。三维FIB-SEM/EDS能够量化微观结构变化的程度和对电解池性能的不利影响。请参考:蔡司技术白皮书“Characterization of SOECs by Advanced FIB-SEM Tomography”。带EDS的蔡司Crossbeam、带三维分析模块的蔡司Atlas 5。样品由瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的M. Cantoni提供。

  • 在进行原位压缩实验前用Zernike相差成像的三维打印纳米晶格结构

    三维打印纳米晶格结构
    在进行原位压缩实验前用Zernike相差成像(样品宽30 µm)。蔡司Xradia Ultra。样品提供者:德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的R. Schweiger。

  • 利用化学气相沉积(CVD)技术在Si/SiO2基材上生长的MoS2 2D晶体

    利用化学气相沉积(CVD)技术在Si/SiO2基材上生长的MoS2 2D晶体
    RISE(拉曼成像和扫描电子显微镜)图像呈现出MoS2晶体的褶皱和重叠部分(绿色)、多层(蓝色)及单层(红色)结构。带RISE的蔡司Sigma。 观察视野:33 µm。

  • 结构化的金片,作为等离子体效应基础研究的一部分。

    结构化的金片
    作为等离子体效应基础研究的一部分。
    蔡司GeminiSEM 560。要了解更多信息,请参考:Science Advances 3, e1700721 (2017)。图像由德国斯图加特大学第四物理研究所和应用量子技术中心提供。  观察视野:47.64 µm。

  • 三维堆叠芯片互连,铜柱microbump埋深760 µm,截面在一小时内完成。观察视野2.58 mm,蔡司Crossbeam激光器

    三维堆叠芯片互连
    铜柱microbump埋深760 µm,截面在一小时内完成。观察视野2.58 mm,蔡司Crossbeam激光器。

  • 微流控示例

    微流控示例
    采用不同参数加工的20 nm宽纳米通道,长度可达20 μm。带纳米图形化与可视化引擎模块的蔡司Crossbeam和蔡司Atlas 5,观察视野59 μm。

碳膜上的ZnO纳米颗粒

STEM倾斜系列明场STEM图像,使用STEM断层扫描仪专用样品夹与aSTEM探测器可同时收集四种信号。蔡司GeminiSEM。 

三维断层扫描和分析

以加拿大硬币为例的多层金属系统,典型的FIB-SEM工作流程,结合了切割、成像、EBSD(顶部)和EDS(底部)。详图,上排从左至右:EBSD、铜、菊池带衬度;EBSD、铁、欧拉色;EBSD、镍、IPF X。下排从左至右:EDS面分布图:铜、铁、镍。蔡司Crossbeam、带三维分析模块的蔡司Atlas 5、EDS、EBSD。

操作视频

  • TEM样品制备

    标准工作流程

    如何使用蔡司Crossbeam制备TEM样品

  • TEM样品制备

    平面视图工作流程

    如何使用蔡司Crossbeam制备平面视图几何形状的TEM样品

  • TEM样品制备

    背面工作流程

    如何使用蔡司Crossbeam制备背面几何形状的TEM样品

  • Cut-to-ROI工作流程

    如何借助激光器制备TEM样品

    如何借助蔡司Crossbeam激光器从深埋的感兴趣区域制备TEM样品

  • LaserFIB

    引入大规模材料切割工作流程

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