JEM-ARM200F NEOARM 原子级分辨率透射电子显微镜

“NEOARM” 标配了日本电子独自开发的冷场发射电子枪（Cold-FEG）和全新的高阶球差校正器（ASCOR）。无论是在200kV的高加速电压还是在30kV的低加速电压下，均能实现原子级分辨率的观察与分析。同时还配备了自动像差校正系统，采用日本电子独自开发的像差校正算法，可以自动进行快速准确的像差校正。由此实现了高通量的原子级分辨率成像。此外，新型STEM检测器不依赖于加速电压就可以获得高衬度的轻元素图像。因此，利用能增强轻元素衬度的新STEM成像技术（e-ABF法）可以更加简便地观察到含有轻元素样品的高清晰（衬度）图像。

为了响应近来已成为主流的远程操作的需求，NEOARM的电镜室和操作室实行了分离式，主机使用了JEOL的新概念颜色—纯白色和JEOL银色，设计精炼时尚。

   主要特点                                                                                                                                      

1.   球差校正器ASCOR（Advanced STEM Corrector）

“NEOARM”配备的新型球差校正器ASCOR能够校正高阶像差（即6重像散，目前阻碍透射电镜分辨率进一步提高的最大障碍。），ASCOR和Cold-FEG的完美组合实现了从高加速电压到低加速电压下的高分辨率。

2.   自动像差校正软件JEOL COSMO™（Corrector System Module）

JEOL COSMO™采用了全新像差校正算法(SRAM：Segmented Ronchigram Auto-correlation function Matrix)，校正像差不需要交换标准样品也可以快速精确地校正至高阶像差。与采用传统校正算法的系统相比，JEOL COSMO™能够高速处理数据，并且使操作进一步自动化。因此，客户在工作流程中可以简便高效地进行高分辨率观察及各种元素分析。

3.   新ABF（Annular Bright Field）检测器系统  

ABF检测器作为高分辨观察轻元素的有效手段已被广泛使用。“NEOARM”支持能增强轻元素衬度的新ABF成像技术（e-ABF：enhanced ABF），实现了对含有轻元素样品的原子级结构的观察。

4.   Perfect sight检测器  

STEM系统标配的Perfect sight检测器作为混合检测器，采用了由不同材料制成的闪烁器。该检测器具有极佳的宽电压适应性，不依赖于加速电压始终都可以获得高衬度的STEM图像，并可用于定量STEM的分析研究工作。

5.   Viewing Camera系统

“NEOARM”标配的Viewing Camera系统是以远程操控为前提而设计的利用双相机观察图像的系统。此系统允许主机房和操作间分离，因此能够灵活地安排操作环境。电镜主机采用的纯白色和JEOL银色在室内协调美观，外观设计精炼简洁。

6.   OBF System (Option) *

在新的成像方法“OBF STEM（最佳明场 STEM）”中，通过分段式 STEM 探测器获取的原始图像被用作相位图像重建的来源，并使用专用的傅里叶滤波器来最大化所恢复图像的信噪比。这种有前景的方法即使在极低的电子剂量条件下也能实现重元素和轻元素的更高对比度。对于标准 ADF 和 ABF STEM 方法难以观察的对电子束敏感的材料，也可以在广泛的放大倍数范围内以更高的对比度轻松进行分析。K. Ooe, T. Seki, et al., Ultramicroscopy 220, 113133 (2021)

7.   STEM 低剂量成像

包括金属有机框架（MOFs）和沸石在内的对电子束敏感的材料需要降低电子剂量（通常，探针电流< 1.0 pA），同时保持轻元素框架的清晰原子对比度。对于此类低剂量实验，OBF STEM 具有优势，能够实现原子分辨率下的超高剂量效率 STEM 成像。

OBF STEM 图像 MOF MIL-101（左）和 MFI 沸石（右）均在单次拍摄中获得，右插图中的 FFT 图案也能观察到 1 埃的高空间分辨率。此外，堆叠图像平均（左插图）证实了分辨率和对比度达到了很好的平衡。

左图：Sample : MOF MIL-101

Instrument : JEM-ARM300F2，Accelerating Voltage : 300 kV，Convergence Semi-angle : 7 mrad，Probe current : < 0.15 pA，（Insets) FFT pattern and 50 frames averaged image

右图：Sample : MFI Zeolite

Instrument : JEM-ARM300F2，Accelerating Voltage : 300 kV，Convergence Semi-angle : 16 mrad，Probe current : 0.5 pA，（Insets) FFT pattern

Sample courtesy of Prof. Zhenxia Zhao, Guangxi University

8.   高对比度轻元素成像

除了具有很高的剂量效率外，OBF STEM 在轻元素成像方面也具有优势。即使在较低的加速电压下，也能实现轻元素的高对比度和高空间分辨率成像。

左图：Sample : GaN [110]

Instrument : JEM-ARM200F，Accelerating Voltage : 60 kV，Convergence Semi-angle : 35 mrad

右图：Sample : Graphene

Instrument : JEM-ARM200F，Accelerating Voltage : 60 kV，Convergence Semi-angle : 35 mrad

对于轻元素而言，更高的加速电压能显著提高其分辨率。

在复杂结构内部或沿高指数晶轴方向，每个原子列现在都能以深亚埃级的分辨率清晰分离。

在低剂量条件下，OBF STEM 的质量非常出色，在配备 Cs 校正器的电子显微镜的标准探针条件下，其质量还能进一步提升。

   EDS图片集                                                                                                                                    

1.   Strontium Titanate @200kv, 54.2pA（256*256像素）

2.   Strontium Titanate@200kv（高像素1024*1024）

3.  Semiconductor Devices@200kv（256*256像素）

4.  Silicon Nitride@200kv（256*256像素）

5.  Tungsten(IV) Sulfide@80kv（256*256像素）

6.  Gallium Nitride@60kv, 34.5pA（256*256像素）

7.  Strontium Titanate@30kv（256*256像素）

分辨率*1 STEM HAADF 图像：70 pm (200 kV)、100 pm (80 kV) TEM 信息分辨率：100 pm (200 kV)、110 pm (80 kV) 电子枪 标配冷场电子枪 球差校正器 STEM：NEO ASCOR HOAC*2、  TEM：CETCOR with DSS*3 校正器自动合轴系统 日本电子NEO JEOL COSMO™ 自动合轴系统、Ad-hock合轴（SIAM） 加速电压 最高200 kV（ 标配80、200 kV） 无磁场模式 标配洛伦兹模式、放大倍数 ( ×50 ～ 80 k荧光屏为参考面) 样品移动系统 X,Y,Z 轴高精度机械驱动、标配超高精度压电陶瓷驱动 操作类型 RDS*4  操作模式*4 *1   装配UHR(超高分辨率)极靴与STEM/TEM球差校正器 *2   HOAC(高阶球差校正器) *3   DSS(DeScan系统) *4   RDS(安装室分隔式)

*1   装配UHR(超高分辨率)极靴与STEM/TEM球差校正器
*2   HOAC(高阶球差校正器)
*3   DSS(DeScan系统)
*4   RDS(安装室分隔式)