Thermo Scientific Phenom Pharos - first desktop scanning electron microscope

Thermo Scientific Phenom Pharos - first desktop scanning electron microscope
Thermo Scientific Phenom Pharos is the first desktop scanning electron microscope (SEM) with a Schottky electron emission source. This electron source improves sharpness, contrast and image resolution to less than 2.5 nm.

Dále umožňuje pracovat při zvětšeních až 1 000 000 krát. Přesto si tento model ponechává všechny výhody stolních SEMů řady Phenom, tedy zejména rychlost a jednoduchost používání, velmi dobrou kvalitu snímků a možnost automatizace v cenově dostupnější verzi oproti podlahovým SEM. Podlahové SEMy s wolframovými či LaB6 zdroji elektronů Phenom Pharos předčí a v mnohých parametrech je srovnatelný též s podlahovými SEMy s autoemisními zdroji. Pojďme se nyní na celý systém podívat podrobněji.

Autoemisní zdroje elektronů jsou mnohem jasnější oproti termoemisním wolframovým vláknům či hexaboridům lanthanu (LaB6) a ceria (CeB6). Jasnost zdroje je přitom rozhodujícím parametrem pro dosažitelné rozlišení, neboť poskytuje dostatek signálu i pro menší dopadovou plochu (spot size). Další výhodou je jednodušší používání SEMu.

Anamet  

Porovnání snímků uhličitanu vápenatého s palladiovou vodivou vrstvou z SE detektoru

 

 

Anamet  

Porovnání snímků uhličitanu vápenatého s palladiovou vodivou vrstvou z SE detektoru

 


Cesta k Phenom Pharos

Mezi výzvy, které bylo třeba vyřešit před uvedením Phenom Pharos na trh, patří nutnost velmi vysokého vakua (10–10 milibarů) a s ní spojená rozměrnost vakuového systému. Větší vakuová vývěva již k dosažení takových tlaků nestačí, molekuly vody adsorbované na povrchu je třeba desorbovat za zvýšené teploty. Takový výhřevný systém zabírá prostor, musí zajistit homogenní teplotu vnitřního povrchu vakuového systému a zároveň může při přehřátí ohrozit funkčnost elektronických součástek. Uhlídat všechny tyto parametry v tak stísněném prostoru je velmi komplikované. Zároveň byla s jistými úpravami zachována prověřená turbomolekulární vývěva a nejrychlejší systém evakuace vzorků na trhu (30 sekund je několikanásobně kratší doba evakuace oproti ostatním řešením). Další kritickou výzvou byla minimalizace vibrací a odstínění elektromagnetického záření pocházejícího zevnitř i z vnějšku přístroje. Vyřešení všech těchto výzev znamená, že nový Phenom Pharos je stabilní, jednoduše ovladatelný a cenově dostupný systém v kompaktním řešení. Úžas prvních uživatelů nad kvalitou snímků z takto malého SEMu jen potvrzuje, že Thermo Scientific si za Phenom Pharos stříbrnou příčku v Analytical Scientist Innovation Awards 2018 zaslouží.

Anamet  

Porovnání snímků uhlíkových nanotrubiček při 10 kV, SED, 100 000x zvětšení

 

 
Vlastnosti systému Phenom Pharos

Phenom Pharos má kompaktní rozměry (29 x 57 x 55 cm), přesto obsahuje kromě celého elektronového mikroskopu a turbomolekulární vývěvy i prostor pro optickou půdorysnou kameru a vestavěné detektory energiově-disperzní (EDS), zpětně odražených (BSD) a sekundárních elektronů (SED). K nadstandardní rychlosti práce přispívá jak nejrychlejší evakuace komory se vzorkem, tak také přítomnost optického a elektronového náhledu s vyznačením snímané oblasti, což velmi pomáhá v orientaci. Ve standardním provedení je Phenom Pharos vybaven kvalitním čtyřsegmentovým BSD detektorem, elektricky ovládaným posunem vzorku v osách X–Y, ventilem pro nastavení tlaku ve vzorkové komoře (60, 10 a 1 Pa) a držákem standardních vzorků o maximálním průměru 2,5 cm. Přesun do nové oblasti zájmu jediným kliknutím myši v živém snímku či kterémkoliv z náhledů je samozřejmostí.

Stejně jako u modelu Phenom Pro (CeB6 katoda) je Phenom Pharos při malých zvětšeních velmi odolný vůči vibracím a dokonale zoptimalizovaný: všechny tři detektory mají stejnou optimální pracovní vzdálenost, takže nepřítomnost posunu v ose Z není nevýhodou, ba naopak – velmi urychluje analýzy a znemožňuje dotyk vzorku s detektory pro zcela bezpečný a bezstarostný provoz. V případě potřeby lze výšku vzorku velmi rychle přenastavit a do minuty snímat další elektronové snímky. Kvalitu snímků má smysl srovnávat s velkými (podlahovými) SEMy a ilustrují je uvedené snímky. Phenom Pharos tak posouvá možnosti stolní elektronové mikroskopie na vyšší úroveň.

Author: Anamet s.r.o.
  • Anamet s.r.o.

    Anamet s.r.o.

    Measuring systems, laboratory devices, measurement, research workplaces, production automation, prototyping, simulations, analyzes.
    Kováků 26
    Praha 5 - Smíchov

You Might Also Be Interested In

DESMA Elastomertechnik's global mold and cold runner production achieves record sales in 2024

27.1.2025 Klöckner DESMA Elastomertechnik GmbH, headquartered in Fridingen an der Donau, has been developing molding processes for sophisticated rubber and silicone articles of various sizes for almost six decades. One of DESMA's key competencies is that it...