FE-SEMの原理

概要

電子銃に電界放出形電子銃を用いたSEMで熱電子銃を用いる汎用SEMと比較して電子ビームを細く収束させることができるため、より高倍率での観察が可能となり、試料にもよりますが最大20万倍程度までの拡大観察が可能です。

原理

走査型電子顕微鏡 (SEM) においては、虫眼鏡 (凸レンズ) で太陽の光を1点に集束するように、電子レンズを使って電子線を微小径に集束し、試料の上に照射します。この入射電子ビームを試料上で走査 (電子線でなぞって試料の線・面の情報を得る) させ、試料から放出される二次電子像 (主に試料表面の微細な凹凸像) 及び反射電子像 (組成像:平均原子番号・結晶方位に依存) を検出することで像を得る顕微鏡です。FE-SEMは汎用SEMと比較して電子ビームをより細くできるため、より高倍率で野観察が可能です。また、EDX (エネルギー分散型X線分析装置) を装備しており、観察領域における組成分析・元素マッピングができます。

観察事例

FE-SEM観察事例

Fig.1　観察事例
※メチルシリコンパウダー (左図) とニッケルパウダー (右図)

その他の事例

微小粒子の拡大観察　/　微小異物の観察・元素分析　/　SiCコート膜の観察
化粧板表面の観察　/　基板の断面観察　など

よくあるご質問

汎用SEMと比較した時の長所と短所を簡単に教えてください。

【長所】
電子ビームが細いため、最大倍率が１万倍程度の汎用SEMより拡大観察ができ、最大20万倍程度で拡大観察が可能です。また、EDXでの点分析の精度も高いです。

【短所】

汎用SEMのようにドローアウトでの試料交換ができないため、汎用SEMほど大きな試料が入りません。その場合は、試料の切断が必要になります。

どれぐらいの大きさの試料まで測定できますか。

φ2 cm × t2 cmが目安です。
試料が大きすぎると測定時の真空状態の悪化につながり、観察ができない場合があります。

反射電子像の観察は可能ですか。

反射電子検出器をオプションで搭載しているため、観察可能です。

観察できない試料はありますか。

内部に多量の空気を含む試料は、試料前室若しくは試料室内が必要な真空度に到達しないため、観察できないことがあります。　　