Thermo Scientifc Helios 5 DualBeam

Thermo Scientifc Helios 5 DualBeam 产品系列凭借其先进的聚焦离子束和电子束性能、专有软件、自动化和易用性特征，重新定义了样品制备和三维表征的标准。

Thermo Scientifc™  Helios™  5 UC DualBeam 系统属于业界 HeliosDualBeam   系列的第五代产品，专为满足科学家和工程师的各类分析及研究需求而设计，它将创新的 Thermo Scienti c™   Elstar™   电子镜筒和Thermo Scientifc™  Tomahawk™  离子镜筒有机结合，前者集成大束流单色器（UC+）技术，可实现分辨率成像和最高材料衬度，而后者可实现最快速、简单、精确的高质量样品制备。系统不仅配置先进的电子和离子光学系统，还采用了一系列先进的技术，可实现简单一致的高分辨率  S/TEM  和原子探针断层扫描（APT）样品制备，以及最高质量的内部和三维表征，即使在具挑战性的样品上也表现出色。

Thermo Scientifc Helios 5 DualBeam最高质量、超薄 TEM 制样

科学家和工程师不断面临新的挑战，需要对具有更小特征的日益复杂的样品进行高度局部化表征。Helios 5 UC DualBeam 系统的技术创新结合最易于使用、全面的 Thermo Scienti c 专业应用知识，可快速轻松地定位制备各类材料的高分辨S/TEM样品。为了获得高质量的结果，需要使用低能离子进行精抛，以最大限度地减少样品的表面损伤。Tomahawk  HT  聚焦离子束（FIB）镜筒不仅可以在高电压下进行高分辨率成像和刻蚀，而且具有良好的低电压性能，可以制备高质量的 TEM 薄片。

主要优势

Tomahawk HT离子镜筒实现高质量、定点 TEM 和 APT 制样可选 AutoTEM 5软件，实现最快、全自动、无人值守、多点原位 和非原位TEM样品制备和横截面加工

最佳 Elstar 电子镜筒搭载 SmartAlign 和 FLASH 技术，可为任何经验 水平的用户在最短时间内获取纳米尺度信息

全新一代大束流 UC+ 单色器技术可在低能量下提供亚纳米分辨率， 揭示最细节的信息

多达 6 个集成化镜筒内及透镜下探测器，采集优质、锐利、无荷电图 像，提供最完整的样品信息

可选 AS&V4 软件，精确定位感兴趣区域，获取最高质量、多模态内部 和三维信息

小于 10 nm 复杂结构的快速、准确、精确加工和沉积

高精度、高稳定度的 150 mm压电陶瓷样品台和样品仓 Nav-Cam 相 机实现精确样品导航

集成化样品清洁管理和专用的 DCFI 和 Thermo Scienti  c SmartScan™  等模式实现无伪影成像

使用 Helios DualBeam 中 AutoTEM 5 软件制备的高质量 TEM 薄片样品，制样时 间小于 1 小时。

最高质量内部和三维信息

内部或三维表征有助于更好地理解样品的结构和性质，Helios  5  UC DualBeam 系统选配 Thermo Scienti c™  Auto Slice&View™4软件，以最 高质量、全自动地采集多种三维信息，其中，三维  BSE  图像提供最佳材 料衬度，三维 EDS 提供成分信息，而三维 EBSD 提供显微结构和晶体学 信息。结合Thermo Scienti c™   Avizo™软件，Helios 5 UC DualBeam 系 统系统可为纳米尺度的最高分辨、先进三维表征和分析提供的工作 流程解决方案。

真实环境条件的样品原位实验

Helios 5 UC DualBeam 系统专为材料科学中挑战性的材料微观表 征需求而设计，可配置全集成化、极快速  MEMS  热台  μHeater，在更接 近真实环境的工作条件下进行样品表征。系统结合了扩展的沉积和蚀刻 功能、优化的样品灵活性和控制能力，以及用于定制自动化的Thermo Scienti c™  AutoScript 4™   软件，成为先进的 DualBeam 系统，所有这 些都由赛默飞的专业应用和服务支持。

Helios 5 UC DualBeam 结合Thermo Scienti  c™AutoTEM™  5  软件，实现

全自动原位 TEM 制样。帮助不同经验水平用户获取最高质量结果，制样

无需值守从而显著提高工作效率。

最高分辨成像并获取精确的材料衬度

Helios 5 UC DualBeam 系统采用超高亮度电子枪，配置全新一代 UC +单色器技术，在电子束流高达  100  pA  条件下可将电子束能量扩展降至0.2   eV以下，因而可在低着陆能量下实现亚纳米分辨率和最高表面灵敏度。创新的  Elstar  电子镜筒为系统的分辨率成像性能奠定了基础。

无论是在 STEM 模式下以 30 keV来获取结构信息，还是在较低的能量下从样品表面获取无荷电信息，系统可在广泛的工作条件下提供出色的纳米级细节。镜筒内三重检测技术和浸没式模式可同时采集角度和能量选择性 SE 和 BSE 图像。

无论是将样品竖直或倾斜放置进行观察，亦或是观察样品截面，都可确保快速获取最详细的纳米级信息。附加的透镜下探测器和电子束减速模式可确保快速、轻松地同时采集所有信号，以显示材料表面或截面中的最小特征。

Elstar 镜筒拥有多项设计可快速获取准确且可重复的结果，如恒定功率透镜（获得更高热稳定性）和静电扫描（提供高偏转性度和速度）。

Helios 5 UC DualBeam 引入创新的 SmartAlign 技术，无需再手动进行电子镜筒对中，不仅极大程度减少了系统的维护工作量，而且提高了操作人员工作效率。通常，观察不同材料要获取最佳结果，都需要进行电子束精调，精调步骤一般包括聚焦、透镜居中和消像散等，精调的过程既困难又耗时。步骤一般包括聚焦、透镜居中和消像散等，精调的过程既困难又耗时。为了解决这个问题，Helios 5 UC DualBeam 引入了新的精细图像调节功能FLASH 技术。  借助 FLASH 技术，您只需要在图形用户界

面中执行简单的鼠标操作即可，该过程类似于对图像进行聚焦，系统则“实时"进行消像散、透镜居中和图像聚焦。平均而言，FLASH 技术可以使获得优化图像所需的时间最多缩短 10 倍。

电子光学

• Elstar 分辨场发射扫描镜筒，配有：

– 浸没式电磁物镜

– 高稳定性的肖特基场发射电子枪，用于提供稳定高分辨率分析电 流

– UC+ 单色器技术

• SmartAlign：自动合轴技术

• 带极靴保护的 60 度双物镜透镜，支持倾斜较大的样品

• 自动加热式光阑，可确保清洁和无接触式更换光阑孔

• 静电扫描，提高偏转线性度和速度

• Thermo Scientific™  ConstantPower™  透镜技术，获得更高热稳定性

• 集成快速电子束闸*

• 电子束减速，样品台偏压 0 V 到 -4 kV

• 电子源寿命至少 12 个月

电子束分辨率

• 在最佳工作距离下：

– 30 kV 下STEM 0.6 nm

– 1 kV 下 0.7 nm

– 500 V 下 1.0 nm（ICD）

• 在束重合点：

– 15 kV 下 0.6 nm

– 1 kV 下 1.2 nm

电子束参数

• 电子束流范围：0.8 pA - 100 nA

• 加速电压范围：350 V - 30 kV

• 着陆能量范围： 20 eV - 30 keV

• 最大水平视场宽度：4 mm 工作距离下为 2.3 mm

离子光学

• Tomahawk HT 离子镜筒，大束流性能

• 离子束流范围：1 pA – 100 nA

• 加速电压范围：500 V - 30 kV

• 两级差分抽吸

• 飞行时间（TOF）校准

• 15 孔光阑

• 最大水平视场宽度：在束重合点处为 0.9 mm

• 离子源寿命至少 1,000 小时

离子束分辨率（在重合点处）

– 30 kV下 4.0 nm（采用统计方法）

– 30 kV下 2.5 nm（采用选边法）

探测器

• Elstar 透镜内 SE/BSE 探测系统（TLD-SE、TLD-BSE）

• Elstar 镜筒内 SE/BSE 探测系统（ICD）

• Elstar 镜筒内 BSE 探测系统（MD）

• Everhart-Thornley 二次电子探测器（ETD）

• 样品室红外 CCD 相机，用于样品台高度观察

• 高性能电子及离子探测器（ICE），用于采集二次电子和二次离子

• 样品室内 Nav-Cam 相机，用于样品导航

• 可伸缩式低电压、高衬度、定向固态背散射电子探测器（DBS）*

• 可伸缩 STEM 3+ 分割式探测器(BF、DF、HAADF) *

• 集成电子束流测量

样品台和样品

• 高精度五轴电动样品台，XYR 轴为压电陶瓷驱动：

• XY 范围：150 mm

• Z 范围：10 mm

• 旋转：360°（连续）

• 倾斜范围：-10° 到 +60°

• XY重复精度：1 μm

• 最大样品高度：与优中心点间隔 55 mm

• 最大样品质量：500 g（包括样品托）

• 最大样品尺寸：可沿 X、Y 轴旋转时直径为 150 mm（若样品超出 此限值，则样品台行程和旋转会受限）

• 同心旋转和倾斜

真空系统

• 无油的真空系统

• 样品仓真空（高真空）：< 2.6 x 10-6 mbar（24小时抽气后）

• 抽气时间：< 5 分钟

样品仓

• 电子束和离子束重合点在分析工作距离处（ 4 mm SEM ）

• 端口：21 个

• 内宽：379 mm

• 集成等离子清洗

样品托

• 高度可调的多功能样品托

• Vise样品托可夹持不规则、大或中的样品到样品台上*

• 通用安装底座（UMB）用于稳定灵活地安装多种样品和托架组合，如 平面和预倾斜托架以及TEM 铜网的侧排托架*

• 各种晶片和定制化样品托可按要求提供*

图像处理器

• 驻留时间范围：25 纳秒– 25 毫秒/像素

• 最高 6144 × 4096 像素

• 文件类型：TIFF (8 位、16 位、24 位)、BMP 或 JPEG 标配

• SmartSCAN™  (256 帧平均或积分、线积分和平均法、跨行扫描)

• DCFI (漂移补偿帧积分)

系统控制

• 64 位 GUI（Windows®  10,）、键盘、光学鼠标

• 可同时激活多达 4 个视图，分别显示不同束图像和/或信号，真彩信号 混合

• 本地语言支持：请与当地 Thermo Fisher 销售代表联系确认可用语言 包

• 两台 24 英寸宽屏显示器 1920 x 1200，用于系统GUI和全屏图像观察

• 显微镜控制和支持计算机无缝共享一套键盘、鼠标和显示器

• Joystick 操纵杆*

• 多功能控制板*

• 远程控制和成像*

支持软件

• “Beam per view"图形用户界面，可同步激活多达4 个视图

• Thermo Scientific™   SPI™   （同步FIB加工和SEM成像）、 iSPI™   （间   歇式SEM成像和FIB加工）、 iRTM™（集成化实施监测）和 FIB 浸入 模式，用于高级、实时SEM和FIB过程监测和端点测量

• 支持的图形：直线、矩形、多边形、圆形、圆环、截面、清洁截面

• 直接导入BMP文件或流文件进行三维刻蚀和沉积

• 材料文件支持“最短循环时间"、束调谐和独立重叠

• 图像配准支持导入图像进行样品导航

• 光学图像上的样品导航

配件*

• GIS（气体注入系统）解决方案：

– 单个GIS：多达 5 个独立单元，用于增强蚀刻或沉积

– Thermo Scientific™   MultiChem™：在同一单元上有多达 6  种化学 选项，用于先进蚀刻和沉积控制

• GIS – 束化学选项** – 铂沉积

– 钨沉积

– 碳沉积

– 绝缘体沉积II – 金沉积

– Thermo Scientific™   Enhanced Etch™ （碘）

– 绝缘体优化的蚀刻(XeF2)

– Thermo Scientific™   Delineation Etch™  

– 选择性碳刻蚀

– 空坩埚，用于经批准的用户提供的材料

– 更多束化学选项可按要求提供

• Thermo Scientific™   EasyLift™  系统用于精确原位样品操纵

• FIB 荷电中和器

• 分析：EDS、EBSD、WDS

• Thermo Scientific™  QuickLoader™    ：快速真空进样器

• Thermo Scientific™   CryoMAT™  用于材料科学冷冻应用

• 第三方供应商提供的冷冻解决方案

• Thermo Scientific™   隔音罩

• Thermo Scientific™  CyroCleaner™  系统

软件选项*

• Thermo Scientific™  AutoTEM™   软件，用于自动化 S/TEM 制样

• Thermo Scientific™  AutoScript™   4 软件，双束自动化套件

• Thermo Scientific™   Maps™   软件，用于大区域的自动图像采集、拼接 和关联

• Thermo Scientific™   NanoBuilder™   系统：基于CAD (GDSII) 的先进 专有解决方案，用于复杂结构FIB 和束沉积优化的纳米原型制备

• AS&V4 软件：自动化连续刻蚀和观察，采集连续切片图像、EDS 或 EBSD 图像进行三维重建

• Avizo 三维重建及分析软件

• CAD 导航

• 基于 Web 的数据库软件

• 高级图像分析软件

保修和培训

• 1 年保修

• 可选维修保养合同

• 可选操作/应用培训合同

文档和支持

• 在线用户向导

• 操作手册

• Thermo Scientific™   RAPID™   支持文件（远程诊断支持）

* 可选

** 一些束化学选项可在MultiChem 或单一 GIS 上使用