Настольный сканирующий электронный микроскоп LANSEM 30

LANSEM 30 – компактный сканирующий электронный микроскоп (СЭМ), объединяющий в одном приборе высококачественную визуализацию топографии и элементный анализ. Устройство предназначено для лабораторий, где требуется быстрое получение изображений с высоким разрешением (до 100 000×) и идентификация элементного состава участков размером менее 1 мкм без перемещения образца между приборами.

Основные характеристики, определяющие узкую специализацию

Ускоряющее напряжение 5–30 кВ

Позволяет работать как с тонкими плёнками, так и с массивными проводящими образцами, обеспечивая достаточную проникающую способность для анализа включений и покрытий.

Два детектора

• Детектор вторичных электронов (SE) для детального изучения микрорельефа;
• Четырёхсегментный детектор обратно-рассеянных электронов (BSE) для выявления фазового состава (контраст по среднему атомному номеру).

Встроенный энергодисперсионный спектрометр (EDS)

Встроенный энергодисперсионный спектрометр (EDS) с детектором 30 мм² – позволяет проводить локальный элементный анализ от бора (B) до урана (U) с разрешением 130 эВ.

Моторизованный столик X–Y–Z

Моторизованный столик X–Y–Z (25×25 мм, перемещение по Z 30 мм) и максимальный размер образца до ⌀90×40 мм – удобство для позиционирования и картографирования неоднородных материалов.

Встроенная вакуумная система

Встроенная вакуумная система на базе турбомолекулярного насоса обеспечивает быстрое достижение рабочего вакуума без использования охлаждающей воды.

Система макроисследования

Комплектация системой макроисследования (стереомикроскоп с цифровой камерой и измерительным ПО) позволяет быстро находить интересующие участки и проводить предварительный анализ крупных образцов.

Универсальная напылительная установка (уголь/металлы)

Универсальная напылительная установка (уголь/металлы) в комплекте – даёт возможность исследовать непроводящие образцы (биологические ткани, керамику, полимеры) без артефактов заряда.

Такое сочетание делает LANSEM 30 оптимальным инструментом для задач, где требуется интеграция морфологического, структурного и элементного анализа в компактном формате, не требующем специально оборудованного «чистого» помещения.

Увеличено ускоряющее напряжение до 30 кВ

Повышение максимального ускоряющего напряжения с 15 до 30 кВ существенно расширяет возможности настольного сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), позволяя решать задачи, недоступные при более низких энергиях пучка. 

Ниже перечислены основные возможности с краткими примерами использования:

Корректный анализ тяжёлых элементов

Для элементов с высоким атомным номером (золото, свинец, редкоземельные металлы) необходимы высокоэнергетические линии (K или L), которые при 15 кВ возбуждаются слабо или не возбуждаются вовсе.

Пример: включения золота в рудах. При 30 кВ Au L-линии регистрируются с высокой интенсивностью, что позволяет уверенно идентифицировать частицы размером менее 1 мкм и проводить количественный анализ.

Анализ тяжёлых металлов в стекле и керамике

В производстве оптического стекла, керамических конденсаторов и остеклованных резисторов используются оксиды свинца, висмута, сурьмы. Для контроля гомогенности распределения этих компонентов требуется возбуждение K-линий (для Sb) или L-линий (для Pb, Bi) с высокой энергией.

При 15 кВ: Sb Kα (26,4 кВ) не возбуждается, Pb L-линии (10,5–12,6 кВ) находятся на краю энергетического диапазона, что приводит к низкой чувствительности. При 30 кВ: Sb Kα возбуждается эффективно, Pb L-линии регистрируются с высоким пик-фон-отношением, что позволяет проводить картирование распределения тяжёлых элементов.

Уменьшение зарядки на непроводящих образцах

Для многих диэлектриков (керамика, стекла, полимеры) при повышении напряжения до 30 кВ коэффициент выхода вторичных электронов снижается, что стабилизирует заряд поверхности и уменьшает артефакты изображения.

Пример: керамическое теплозащитное покрытие (YSZ). При 15 кВ наблюдается сильная зарядка, а при 30 кВ удаётся получать чёткие BSE-изображения фазового состава и проводить длительное EDS-картирование.

Улучшение разрешения на наноструктурах

При высоких напряжениях уменьшается латеральное рассеяние электронов в материале, что повышает чёткость изображения острых кромок и тонких объектов.

Пример: графен на медной подложке. При 30 кВ изображение становится более контрастным, позволяя различать островки графена и границы доменов.

Исследование металломатричных композитов (ММК)

В композитах на основе алюминия или титана с армирующими частицами (SiC, B₄C, Al₂O₃) размер армирующей фазы может составлять от единиц до сотен микрометров. Для оценки качества интерфейса «матрица–частица» необходимо анализировать диффузионные зоны толщиной менее 1 мкм, часто загрязнённые поверхностными плёнками.

При 15 кВ: сигнал от армирующих частиц (особенно SiC в алюминии) подавлен, а зоны реакционной диффузии не выявляются. При 30 кВ: благодаря большей глубине проникновения и возможности работы с K-линиями лёгких элементов (C, B, O, Si, Al) можно количественно охарактеризовать состав продуктов интерфейсной реакции (например, Al₄C₃ или TiB₂) без разрушения образца.