儀器名稱

熱燈絲掃描式電子顯微鏡

英文名稱

Scanning Electron Microscopy (SEM)

廠牌

JEOL (日本)

型號

JSM-5600

購置日期

2000/12/29

購置金額

NT$3,800,000

管理者

謝健 老師

連絡電話或分機

037-382230

放置位置

A2-121

說明

掃描式電子顯微鏡，其系統設計由上而下，由電子槍(electron gun)發射電子束，經過一組磁透鏡聚焦(condenser lens)聚焦後，用遮蔽孔徑(condenser aperture)選擇電子束的尺寸(beam size)後，通過一組控制電子束的掃描線圈，再透過物鏡(objective lens)聚焦，打在試片上，在試片的上側裝有訊號接收器，用以擇取二次電子 (secondary electron)或背向散射電子(backscattered electron)成像。掃描式顯微鏡有一重要特色是具有較大的景深(depth of field)，約為光學顯微鏡的300倍，使得掃描式顯微鏡比光學顯微鏡更適合觀察表面起伏程度較大的試片。
本儀器之製造廠商及型號為日本JEOL JSM-5600 熱燈絲掃描式電子顯微鏡，電子槍有鎢(W)燈絲及六硼化鑭(LaB₆)燈絲兩種，它是利用高溫使電子具有足夠的能量去克服電子槍材料的功函數(work function)能障而逃離。雖然熱燈絲掃描式電子顯微鏡的亮度與平面解析度(spatial resolution)不如場發射掃描式電子顯微鏡，但其電子束電流較大，也比較穩定，適合做定量分析，如EDS，要求的真空度也較低，成本較低。

橫向解析度

5 nm

加速電壓

0.5 to 30 kV (in 53 steps)

電子束電流

10^-12 to 10^-6 A

放大倍率

25X to 100,000X

電子槍

熱游離(鎢絲)

影像模式

二次電子影像 (secondary electron image, SEI)
背向散射電子影像 (backscattered electron image, BEI)

搭配光譜儀

能量分辨光譜儀(Oxford 6587)：可做元素定性、半定量分析、元素 mapping、元素 line scan。

樣品最大容許

125 mm

試片座

X:80 mm, Y:40 mm, Z:43 mm

試片座傾斜角

-10^o to 90^o

試片準備

1.導電性不佳的試片需進行表面鍍金、白金或鍍碳。
2.試件需不含水分、磁性、揮發性物質。
3.本儀器拒絕受理含有毒性、腐蝕性、揮發性、低熔點等試件及磁性粉末。

附屬設備

程控電腦(Hewlett Packard Pentium 4, NT$62,535)

目前儀器狀況

正常

維修廠商

捷東

儀器名稱

能量分辨光譜儀

英文名稱

Energy Dispersive Spectroscopy (EDS)

廠牌

Oxford (英國)

型號

6587

購置日期

2000/12/29

管理者

謝健 老師

連絡電話或分機

037-382230

放置位置

A2-121

說明

能量分辨分析儀可量測入射X-ray的光子能量，主要是由擴散鋰原子的矽晶接收器(lithium drifted Si p-i-n diode, Si(Li))為核心的固態偵測器，其中鋰是為了中和矽晶接收器中可能存在的其它雜質，減少電子電洞對(electron-hole pairs)的再結合中心(recombination center)，使得偵測的效率準確，由於此種偵測器必須要在低溫下操作，傳統機型係利用液態氮冷卻。被電子束激發而放射出來之X光穿過薄的鈹窗(beryllium Window)或超薄的高分子膜窗甚至是無窗型的偵測器中，激發矽晶接收器產生電子電洞對，再轉換成電流，經放大器(amplifier)及脈衝處理器(pulse processor)的處理後，送至能量數位轉化器(energy-to-digital converter)處理由多頻道分析儀(multi-channel analyzer, MCA)，將X光能量信號存入其對應之頻道位置。

解析度

133 eV

偵測元素範圍

Na¹¹ to U⁹²

偵測器

Si(Li)偵測器

偵測器窗口

鈹窗

元素偵測極限

> 0.1%

分析方式

可做元素定性、定量分析(ZAF)、元素 mapping、元素 line scan。

軟體

Link ISIS 300 software package

目前儀器狀況

故障

維修廠商

捷東

儀器名稱

離子減薄機

英文名稱

Precision Ion Polishing System (PIPS)

廠牌

Gatan (美國)

型號

Model 691

購置日期

2008/07/24

購置金額

NT$1,900,000

管理者

陳睿遠 老師

連絡電話或分機

037-382244

放置位置

A2-121

說明

製作穿透式電子顯微鏡(TEM)試片時，當試片研磨至一定的薄度後，可以利用離子減薄機進一步削薄試片厚度，以利TEM觀察。離子減薄機配備兩個獨立的電子槍，可以用+10^o至-10^o的角度進行削薄，並且可以調整電子束能量，以控制削薄速率，如果搭配液態氮冷卻系統，則可以進一步減少試片表面缺陷，並且去除試片表面的雜質，同時減薄TEM試片厚度，達到高品質的TEM試片。

離子槍

兩支Penning離子槍

離子束減薄角度

+10^o至-10^o

離子束能量

100 eV to 6.0 keV

離子束直徑

350 μm FWHM at 5keV
800 μm FWHM at 5keV for broad beam guns (可以用氣體控制直徑大小)

離子束電流密度

10 mA/cm² Peak

離子束對準

使用螢光屏校正

試片尺寸

3 mm or 2.3 mm (直徑)

試片座轉速

1 rpm to 6 rpm

顯微鏡

放大倍率 40x or 80x.

幫浦抽氣速率

70 L/s

真空

底壓 5x10^-6 Torr、工作壓力 8x10^-5 Torr

真空計

冷陰極式真空計(主腔體)、固態真空計(幫浦管線)

目前儀器狀況

正常

維修廠商

捷東