TEM(透过电子顕微镜)

透过型电子镕微镜(TEM)および走查型透过型电子顕微镜(STEM)は、电子ビームの使用してサンプルロ画像化する同槡のです。 TEM分析およびSTEMの画像解像度は约1〜2Åです。 SEM よりも空间划分能が优れていますが、多くの场合、より复雑なサンプル搞が必要です。

气象分析検出感度化学结合状态破壊补空间分割能/ビーム径深さ细分能力
没有N / A没有是(样品制备)1-3Å (TEM) 6-15Å (STEM)N / A

特点

– ナノスケールレベルの划分能力で构造・形态観察
– 元素像の高分能マッピング
– 格子像観察
– Zコントラスト像観察

主な応例

– III-V・GaN系薄膜・デバイスの断面构造観察及び元素分析 – Si系薄膜・デバイスの断面构造観察及び元素分析 – そ他各种吸收材料の形态・构造観察 –燃料电池触媒の観察 – 有机EL素等、有机デバイスの构造评価

TEMの原理(结像モード)

TEMの原理(结像モード)

断面TEM観察(W/Poly-Siコンタクト)

TEM-EDSとTEM-EELSの使い分け

TEMはEDSとEELSの二つの元素分析分析で元素分析が可能です。のはEDSになります。そのため“そこに何があるのか​​调べたい”という要望の场合にはまずはEDSでの评価をお荐めします。これに対してEELSは状态分析が可能&高エネルギー分解能を持っています。さらには軽元素に强いという特徴を持っています。そのため,あらかじめ测定したい领域に存在する元素がほぼ分かっており,その状态(酸化の有无など)を知りたいという场合や,EDSではエネルギー划分能力的に区别できない元素(例えば、NとTi)oo分析する场合などにEELSが有效です。

まとめると,测定したい箇所にどのような元素があるか未知の场合は,EDSでまずは测定するのが良いかと思います.EELSは测定したい箇所にどのような元素が存在するかすでに分かっており,追加の情报としてそのの知りたい、といった状态情况に使わ感に使わ感れる形になります。尚、EELSは度よく评価できるができるかががきるががががががががががががががががががががうががうががうがうがかがうううo确认ておく必要があります。そのようなこともあり、一般的に故障解析や、界面急急性の调べるなどの用途の场合は、EDSのががいあががいあが

EDS エネルギー分散型X线分光法 EELS 电子线エネルギー损失分光法
検出下限 %オーダー %オーダー
空间分割能 2nm前后1nm左右(等EDSよ良い) 1nm近(若干EDSより良い)
エネルギー 划分能力 130eV前后 1eV以下
长所 全元素同时分析が可能比较的重元素に强い 状态分析が可能比较的軽元素に强い
缺点  エネルギーが近接する元素の同定が困难 重元素が苦手広范囲の元素の同时に分析するのは困难
主等用途 故障解析、构造确认  軽元素分析、状态分析

EDS分析

平面TEM:铝膜のグレインサイズの観察

TEMとSTEMの违い(使い分けについて

ときどきお客様に,TEMとSTEMはどのように使い分けるのですか,と寻ねられることがあります。それでは実际のところ,各々どのような场合に用いると良いのでしょうか?それは両者の特徴を考えると分かってきます。TEMは基本的に回折コントラスト(乱コントラスト)が图像に大きく寄与します。STEMは、HAADF像(Z(原子番号)コントラスる像)がし得るがられます。HAADF像は散乱された电子线で结像すること自体はTEMと似ているわけですが、TEMのすが、TEMのよ、うにすきすきすすきすきすきますきますきすますますますますすと散乱した电子を取り込むことができます。そのため回折コントラストの影响はかなり弱められ,干では组成のコントラストが强くなります。このことから考えると,TEMは试料の结晶性に关する情报を主に得たい场合に、STEMは试料からその组成に关する情报oo得たい场合に用いると良ことが分かります。

ァイア技能上のGaN膜の観察例(同试料のTEMとSTEMで観察)

透射电镜图像 HAADF 图像
図1a:TEM像 図1b:HAADF像(Zコントラスト像)

図1Aでは,界面に存在するひずみによるコントラストや,欠陥の様子が良く分かる一方,基板と的GaN膜自体では明确にはコントラストの差は认识できません。一方図1Bにおいては,図1Aで见られた欠陥,基板界面のひずみといった回折コントラストに起因するコントラストはほとんど见られていません。その代わり,基板と的GaN膜そのもののといった组成の违いによるコントラスト差ははっきりついているのが分かります。このことからもわかるように、TEMは回折コントラスト(结晶评ントラスト(结晶评に起因)に关系する图像oo见たい场合(例.欠饙価、电子线回折向あグインズいりグインズイグインズいグインズズイグインァ因、グインズサイグインァ、グインズイズイエタ、にはのに、にはのコントラストに关系すも像の见たいた场合、(例、半导体化合物の积层构造の确认など)に用いると有效であることが分かります。また、STEMしかかかあかあかかあかかかかあかかかかかく分析の行えること、TEMに比べると比较的TEM试料厚さが厚くても像の确认ができることから、故障解析苈どで、TEM试料厚さが厚くても像の确认ができることから、故障解析蔁で、TEM试料厚さが厚くても像の観察するようなケースにも多く利用可能です。参考としまして、下记にTEMとSTEMの光学系oo示します。

TEM 和 STEM 光学

TEMによるMg注入GaN结晶ダメージ评価

窒化ガリウム(GaN)的はパワーデバイスの材料として盛んに研究·开発が进められています。近年,氮化镓基板を用いた縦型バイポーラトランジスタの研究の中で镁のイオン注入でp型形成が试みられておますが、Mgが和化しないなどの本科があります。今回基础的な検讨として行った、Mgのイオン注入によるによるによるエエのよるエダダエのゕーダ后热处理评価した事例oご绍介いたします。

窒化ガリウム(GaN)的はパワーデバイスの材料として盛んに研究·开発が进められています。近年,氮化镓基板を用いた縦型バイポーラトランジスタの研究の中で镁のイオン注入でp型形成が试みられておますが、Mgが和化しないなどの本科があります。今回基础的な検讨として行った、Mgのイオン注入によるによるによるエエのよるエダダエのゕーダ后热处理评価した事例oご绍介いたします。

TEMによるMg注入GaN结晶ダメージ评価

一方下の観察结果は、1e14注入试料のアニール前后のものであり、as-impla试料では注入ダメージが剩余ど确认逆できていていさささがててささててててててててててがててて却却却却却却却却様子が确认されました。

このようにTEMでは、イオン注入注入、アニールの近结晶性の评価の视覚的に行うことが可能です。

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