日立应用 | 内透镜扫描电镜，用 STEM 成像解锁微观新视界

扫描透射成像（STEM）模式是一种高分辨率的成像模式，在扫描电镜和透射电镜中都有应用，尤其是透射电镜中的应用广泛。STEM成像模式利用会聚电子束在样品上扫描，通过探测器接收透射或散射电子成像，因此可以获取样品的内部信息。

对于常规扫描电镜而言，由于其物镜结构限制，其STEM成像分辨率通常低于透射电镜。而日立的内透镜扫描电镜SU9000拥有跟透射电镜相似的内透镜物镜结构，因此其STEM成像分辨率和效果都优于普通的扫描电镜。如下图所示，叶蜡石中(020)晶面的晶格像和NAND中单晶硅的(111)晶面都清晰可见。

高分辨STEM成像

相比于透射电镜，SU9000的电压较低，因此对于易损伤、低衬度的有机样品（如碳材料、生物样品等），SU9000的STEM拥有独特的优势。如下图所示，碳纳米管中的晶格像以及冠状病毒表面的刺突蛋白均清晰可见。

低电压STEM成像

SU9000的STEM探测器可以接收不同角度的散射电子信号，其最大接收角度大于650mrad，远远大于透射电镜的接收角度。下图为32nm制程的NMOS截面观察图像，当接收低角度信号（左）时，可以看到触点附近的金属和一些晶体结构缺陷；当接收高角度信号（右）时，衬度出现反转，可以看到金属触点变亮。通过接收不同角度的散射电子信号，可以获取样品的不同信息。

不同角度DF-STEM成像

除了STEM成像外，SU9000依然可以获取传统扫描电镜中的二次电子（SE）和背散射电子（BSE）信号，因此也可以观察样品的表面形貌、成分等信息。如下图所示，通过SE图像可以观察碳纳米管的表面形貌，通过STEM可以观察到碳纳米管内部的金属颗粒。

 SE、BF-STEM、DF-STEM成像模式