Для финальной полировки методом травления широким плоскопараллельным пучком ионов аргона
Модель SEMPrep2 SC-2100 предназначена для финальной полировки методом травления широким пучком ионов аргона с целью получения бездефектной поверхности широкого круга материалов, что в настоящее время наиболее востребовано для EBSD исследований. Установка SEMPrep2 оборудована одновременно как высокоэнергетической ионной пушкой, так и ионной пушкой низкой энергии. Наличие двух типов ионных источников необходимо для гарантированного покрытия диапазонов низкой и высокой энергии - от 100 эВ до 16 кэВ. Конструкции каждой из пушек отличаются вследствие различия физических принципов формирования направленного потока ионов аргона с разными ускоряющими напряжениями.
Высокоэнергетическая ионная пушка запатентованной конструкции TELETWIN c расширенным диапазоном энергий (до 16 кэВ) создаёт широкий поток ионов аргона и обеспечивает повышенную плотность ионного тока, что позволяет достигнуть чрезвычайно высокой скорости распыления самых твёрдых материалов, таких как алмаз или сапфир. Обработка образца может осуществляться в течение длительного времени и сохраняет эффективность даже при малых углах падения ионов. Этот источник ионов демонстрирует стабильную работу вплоть до ускоряющего напряжения 16 кВ и создаёт исключительно интенсивный поток ионов аргона.
Низкоэнергетическая ионная пушка (от 100 эВ до 2 кэВ) модифицированной конструкции TELETWIN с дополнительным термоэмиссионным катодом и фокусирующей линзой для мягкого травления формирует стабильный поток ионов аргона, что позволяет проводить деликатную полировку поверхности в рамках прецизионной пробоподготовки для EDS, WDS и EBSD. Финальная обработка ионами аргона низкой энергии позволяет значительно снизить или полностью устранить артефакты поверхности образца, которые могли быть вызваны воздействием ионов высокой энергии, перегревом или фазовыми преобразованиями, что даёт возможность детально изучить тонкую структуру изучаемой поверхности.
Конструкция дополнительных держателей образцов с преднаклоном открывает широкие возможности для выполнения точного и аккуратного наклонного среза под углом 30°, 45° или 90° выбранной области (включения, частицы). Наклонная геометрия ионного сечения чрезвычайно эффективна для подготовки негомогенных и пористых образцов с фазами разной твердости, анализа отказов в микроэлектронике, изучению полупроводниковых наноструктур и многослойных покрытий, композитных материалов и керамик, полимеров, стекол, волокон и многих других типов материалов. Выбор угла держателя, в первую очередь, определяется задачей эксперимента и удобством дальнейшего анализа поверхности среза: 30° позволяет достигнуть высокой скорости распыления материала, 45° даёт удобство дальнейшего расчёта линейных размеров на срезе без применения дополнительных геометрических преобразований, а срез под 90° - это классическое поперечное сечение, полученное по аналогии с методом сфокусированного ионного пучка FIB-SEM. Метод наклонного сечения также позволяет получить высококачественные поверхности любых пористых материалов, поскольку только при использовании этой методики поры остаются чистыми и открытыми для дальнейшего исследования.
Применение
Электронные изображения металлического образца. Слева: механическая полировка, справа - ионная полировка.
Ориентационная EBSD карта магниевого сплава. Слева: механическая полировка, справа - ионная полировка.
- Полная автоматизация работы ионных источников осуществляет контроль анодного тока, измерение тока зонда и прецизионный контроль давления рабочего газа (аргон);
- Стандартная ионная пушка TELETWIN высокой энергии с ускоряющим напряжением до 10 кВ;
- Опциональная ионная пушка высокой энергии TELETWIN с расширенным диапазоном ускоряющего напряжения до 16 кВ;
- Низкоэнергетическая ионная пушка модифицированной конструкции TELETWIN с дополнительным термоэмиссионным катодом, фокусирующей линзой и непрерывным рабочим диапазоном ускоряющего напряжения от 100 В до 2 кВ.
- плоский держатель для полировки поверхности (идёт в комплекте);
- держатели с преднаклоном (30°, 45° или 90°, один на выбор в комплекте).
- для держателя с преднаклоном на 30° или 45° - 20 мм (д) х 16 мм (ш) х 7 мм (т);
- для держателя с преднаклоном на 90° - 20 мм (д) х 16 мм (ш) х 5.5 мм (т);
- плоский держатель для полировки поверхности, например для EBSD (3 типоразмера в комплекте, диаметр, толщина):
-
1. плоский максимально Ø36 мм на 5.5 мм;
2. стандартный максимально Ø26 мм на 14 мм;
3. полый максимально Ø24 мм на 19 мм;
- полностью моторизованный привод наклона и вращения образца;
- наклон держателя с образцом в сторону активной пушки от 0° до 30° с шагом 0,1°;
- непрерывное вращение столика в плоскости ±360° в плоскости наклона;
- осцилляции (качание) образца в плоскости наклона от ±10° до ±120° с шагом 10°;
- возможность выбора направления и скорости вращения (осцилляций) образца.
- охлаждение держателя с образцом элементами Пельтье;
- охлаждение держателя с образцом жидким азотом;
- возможность автоматической подача жидкого азота в область холодного пальца и поддержание низкой температуры до 30 часов.
- высокий вакуум в рабочей камере ~3*10-4 Па;
- полностью безмаслянная вакуумная система на основе диафрагменного форвакуумного и турбомолекулярного насосов с широкодиапазонным датчиком давления Пирани/Пеннинга;
- шлюзовая система для быстрой замены образцов и поддержания высокого вакуума в рабочей камере во время смены образцов.
- Высокочистый аргон марки 5.5 (99,999%) требуется для стабильности ионного потока (однородности пучка) в процессе длительного травления, что в итоге определяет качество финальной поверхности образца. Автоматический контроль подачи газа обеспечивается моторизованными высокоточными игольчатыми клапанами для каждой ионной пушки.
- система фиксации и высокоточного позиционирования образца в выбранном держателе на базе оптической камеры с увеличение от 2 до 50 крат, LCD-монитора для вывода изображения и юстировочной платформы с прецизионными микровинтами для перемещения в плоскости XY;
- цифровая камера высокого разрешения с ручным и цифровым зумом предназначена для видео- и фото фиксации результатов травления.
- современное программное обеспечение осуществляет полный контроль параметров ионных источников в автоматическом режиме;
- дружественный интерфейс программного обеспечения Ion Beam Workstation с интуитивно понятным управлением на базе ПК и предустановленной операционной системой WindowsTM;
- таймер полного и безопасного выключения ионных источников после выполнения заданного рецепта травления;
- возможность создания и загрузки рецептов обработки позволяет задавать алгоритмы ионного травления, варьируя параметрами ионного пучка (энергия ионов, угол падения, направление и скорость вращение столика образцов) для полной автоматизации процесса ионного травления в несколько этапов.
- Однофазное, 110/220 В, 50/60 Гц, потребляемая мощность 450 Вт.