原位TEM黑科技:MEMS-STM-TEM一体化样品杆


发布时间:

2023-10-19

原位透射电子显微分析方法是实时观测和记录位于电镜内部的样品对于不同外部激励信号的动态响应过程的方法,是当前物质结构表征科学中具有发展空间的研究领域之一

原位透射电子显微分析方法是实时观测和记录位于电镜内部的样品对于不同外部激励信号的动态响应过程的方法,是当前物质结构表征科学中具有发展空间的研究领域之一。这一类分析方法按照实现方案和功能分可大致分为两大类:

(1)基于MEMS芯片技术的原位解决方案。这类方案利用原位样品杆搭载MEMS芯片,在TEM中可实现原位加热、电学测量、液体和气氛环境等功能。

(2)基于STM纳米操纵技术的原位解决方案。这类方案利用集成于原位样品杆头部的扫描探针单元,结合I-V测量、光学-光电测量、低温或者力学测量单元,在TEM中实现原位亚纳米级操纵、电学测量、光谱学-光电测量、低温环境以及力学测量等功能。

这两种方案看似已经覆盖了所有原位施加激励的可能性,那么原位TEM分析方法的未来在哪里呢?

泽攸科技经过不断探索和钻研,给出了一种让人脑洞大开的可能性:将STM技术与MEMS技术相结合。

公司作为目前全球独一同时掌握高精度STM-TEM技术与高质量MEMS芯片加工技术的原位TEM公司,创新发布了MEMS-STM-TEM一体化解决方案:In-situ MST multi-fuctional Lab.

这种方案通过非常巧妙的设计,将MEMS电学-加热系统与STM系统(或光学-光电系统)集成在TEM样品杆头部狭小的空间中,可以对实验样品同时施加致多四种激励信号,结合TEM的原位观测,使研究者可以摆脱研究手段的束缚,站在更高的维度探索问题。

这种方案看似顺理成章,却不仅仅是简单的"大杂烩"。小编水平有限,提供几个思路给大家参考下:

(1) 热拉伸/压缩(加热芯片 + 电学探针):在TEM中对材料进行热拉伸/压缩实验,结合电镜原位观测材料在这一过程中晶格结构的对应变化;

 PS:这一过程中,如有需要也可进一步外加电信号以及光学信号,探究这些变量对实验的影响。

(2) 热电子发射/场发射(加热芯片 + 电学探针):在TEM中利用加热芯片对材料进行加热并作为阴极,电学探针施加电场并作为阳极,在加热与电场的联合作用下形成电流,再结合TEM原位观测这一现象;

PS:这一过程中,如有需要也可进一步外加应力以及光学信号,探究这些变量对实验的影响。

(3)三端器件测量(电学芯片 + 电学探针):在TEM中利用电学芯片以及电学探针组成三端器件测量系统,结合TEM对三端器件进行准确测量及原位观测;

 PS:这一过程中,如有需要也可进一步外加应力及光学信号,探究这些变量对实验的影响。

(4)电致发光谱(电学芯片 + 光纤探针):在TEM中利用电学芯片对材料施加电信号并使材料发光,利用光纤探针收集光信号并外接光谱仪后形成电致发光谱。

 PS:这种方案相对与纯光电探针杆优势在于可以施加多端电信号,并且如有需要也可施加热学及指定位置的应力。

(5) 光电测量(电学芯片 + 光纤探针):通过光纤探针外接的激光器给样品施加光学信号,通过电学芯片收集产生的光电流。结合TEM原位观测这一现象;

PS:如有需要,也可施加热学及指定位置的应力,并观测这些变量对实验的影响。

In-situ MST multi-fuctional Lab 不仅是一套高度集成于TEM内的测量系统,甚至单独拿出来也是一套高水平的研究设备,是泽攸科技研发团队经过二十年的探索,给原位TEM分析手段的未来提供的一份答案。

想了解更多实验细节及研究案例可发送邮件至support@zeptools.com详询。公众号也会不断更新各种产品的研究案例。