飛納電鏡為什么可以做到15s抽真空，30s成像？

2024-12-13 09:37:18

如之前【：從飛利浦到賽默飛，是***“老”的電鏡，也是***“新”的電鏡（上篇）】的介紹，繼承荷蘭飛利浦和 FEI 獨(dú)***三倉(cāng)分離和逐***抽真空專利設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn) 15 秒抽真空 30 秒成像，這是目前業(yè)界***高效率的臺(tái)式掃描電鏡，可謂是掃描電鏡中的“閃電俠”。

不同類型掃描電鏡操作所用時(shí)長(zhǎng)對(duì)比圖

通過(guò)不同電鏡操作用時(shí)對(duì)比圖可知，***方面是抽真空耗時(shí)，傳統(tǒng)電鏡因?yàn)橥▊}(cāng)的設(shè)計(jì)，載樣抽真空過(guò)程需要很長(zhǎng)時(shí)間，至少 3 分鐘的樣子。隨著設(shè)備真正服役，真空系統(tǒng)復(fù)雜加之維護(hù)不到位，這個(gè)等待時(shí)間只會(huì)越來(lái)越久。另***方面 SEM 成像耗時(shí)，傳統(tǒng)電鏡操作界面復(fù)雜不說(shuō)，自動(dòng)化智能功能嚴(yán)重不足，很依賴于操作人員的熟練程度，***個(gè)小時(shí)往往能拍好 3 個(gè)樣品都算快的。

就傳統(tǒng)電鏡抽真空耗時(shí)久這***痛點(diǎn)，是如何實(shí)現(xiàn)抽真空和成像如此之快呢？

PART1. 三倉(cāng)分離真空設(shè)計(jì)

從***開(kāi)始就拋棄傳統(tǒng)的通倉(cāng)設(shè)計(jì)，別出心裁把燈絲倉(cāng)，光路倉(cāng)和樣品倉(cāng)“隔離”設(shè)計(jì)，燈絲倉(cāng)和光路倉(cāng)通過(guò)壓差光闌隔離，光路倉(cāng)和樣品倉(cāng)通過(guò)“真空鎖”設(shè)計(jì)隔離，渦輪分子泵分別對(duì)三倉(cāng)室梯度抽真空，這樣切換樣品只破壞樣品倉(cāng)真空，整個(gè)換樣過(guò)程幾乎不會(huì)引起燈絲倉(cāng)的真空變化，從而保證燈絲倉(cāng)真空環(huán)境***直穩(wěn)定在 10-5Pa，這也是保證晶體燈絲長(zhǎng)壽命的前提條件。

PART2. 樣品倉(cāng)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)電鏡樣品倉(cāng)大開(kāi)門或者抽屜式設(shè)計(jì)，不但會(huì)造成抽真空緩慢，而且樣品倉(cāng)內(nèi)各種探測(cè)器都暴露在空氣中，樣品高度要調(diào)整，這些都需要警惕否則都會(huì)帶來(lái)巨大損失。而真空鎖不單鎖住光路倉(cāng)，還包括各種探測(cè)器，進(jìn)樣之前樣品高度做了限高防呆設(shè)計(jì)，不存在任何誤操作得風(fēng)險(xiǎn)，大***可以安心使用。

PART3. 自動(dòng)進(jìn)樣專利設(shè)計(jì)

繼承荷蘭飛利浦和 FEI 獨(dú)***進(jìn)樣逐***抽真空專利設(shè)計(jì)，***鍵轉(zhuǎn)移到 SEM，邊進(jìn)樣邊抽真空。在樣品倉(cāng)到達(dá)預(yù)定真空度前，光路倉(cāng)可實(shí)現(xiàn)真空保持，而后自動(dòng)加高壓，自動(dòng)調(diào)焦和自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度對(duì)比度（B/C）成像，整個(gè)過(guò)程***氣呵誠(chéng)，無(wú)需人工干預(yù)，從進(jìn)樣到清晰成像，1min 之內(nèi)就可以自動(dòng)完成。