Présentation

Le "GRAND ARM™2"  est la dernière évolution du GRAND ARM. Ce nouveau modèle a été développé pour offrir de nouvelles possibilités au monde de la recherche en proposant le microscope le plus performant dans les domaines de la ultra haute résolution et de l’analyse dans une large gamme de hautes tensions.

De nombreuses améliorations/développements ont été intégrés dans ce microscope, parmi lesquels :

Une nouvelle pièce polaire, la FHP2, qui combine une résolution spatiale exceptionnelle (HRTEM/HRSTEM) à l’analyse fine des rayons X (EDS)

Le nouveau design de la FHP2 lui permet d’optimiser les conditions d’analyse en ultra haute résolution :

  • Son nouveau design à permis d’améliorer les l’angle solide et le take-off angle du double détecteur EDS de grande taille.
  • L’analyse EDS peut être effectuée en mode ultra haute résolution.
  • Le nouveau design de la FHP2 a permis de réduire les aberrations chromatiques et sphérique, donnant ainsi accès à une bien meilleure résolution spatiale et analyse EDS sur une large gamme de hautes tensions.
image STEM HAADF et cartographie EDS
Image STEM-HAADF/ABF en résolution atomique et cartographie EDS associées pour un échantillon de GaN[211].
pièce polaire FHP2

La pièce polaire WGP, designée pour l’analyse EDS ultra-sensible ainsi que la mise en place d’étude in-situ

La WGP, est une pièce polaire à large gap créée pour les expérimentations analytiques.
Grace à ce large gap, il est possible :

  • de placer les détecteurs EDS SDD au plus proche de l’échantillon pour améliorer l’angle solide et ainsi d’avoir accès à des analyses EDS ultra-sensibles.
  • d’insérer des porte-objets spéciaux plus épais dans l’entrefer de la pièce polaire, donnant accès à un plus grand nombre d’analyse in-situ possibles.

Correcteur de Cs JEOL Cs et logiciel de contrôle JEOL (JEOL COSMO™)

Le "GRAND ARM™2" est équipé de correcteurs développés par JEOL
Le logiciel de contrôle des correcteurs JEOL COSMO™, rend beaucoup plus facile et rapide l’utilisation/alignement de ces derniers. En effet, l’alignement du correcteur ne nécessite plus que l’acquisition de deux ronchigrammes sur une partie amorphe de l’échantillon pour mesuré et corriger les aberrations. Ainsi il est possible de corriger rapidement et sans échantillon spécifique les aberrations.

Canon froid (CFEG)

Le "GRAND ARM™2" est équipé en standard d’un CFEG pour obtenir les meilleures performances.
Le Cold FEG est une source à faible dispersion énergétique permettant de combiner une faible taille de sonde à une brillance très importante. Cette triple capacité est l’unique moyen de pouvoir acquérir simultanément une analyse élémentaire X, EELS associés à une échelle atomique en un temps record sur quatre types de détecteurs (EDS, EELS, HAADF, BEI).

Amélioration de la stabilité

Le nouveau canon Cold FEG est équipé d’une plus petite pompe SIP avec un volume d’évacuation plus grand que son prédécesseur. Cette nouvelle pompe améliore le degré de vide au niveau de la pointe Cold FEG, et améliore aussi la stabilité des courants d’émission et de sonde. La miniaturisation de cette pompe permet aussi d’alléger la masse totale de 100kg. Cette réduction de masse participe à la résistance aux vibrations du microscope.

comparaison des courants d'émission et de sonde avec l'ancien canon Cold FEG et le nouveau canon Cold FEG

Un nouveau look externe

Le "GRAND ARM™2" se pare d’une enceinte de protection pour limiter les perturbations environnementales telles que les changements de températures dans la pièce, les variations de débit d’air, le bruit acoustique…

enceinte de protection du Grand ARM 2

OBF System (Option)

« OBF STEM » (Optimum Bright Field STEM) est un nouvelle technique d’imagerie où les images brutes acquises par un détecteur STEM segmenté sont utilisées comme source pour une reconstruction d’image de phase. L’utilisation de filtres Fourier dédiés permet de maximiser le rapport signal sur bruit sur l’image reconstruite.
Cette méthode prometteuse permet d'obtenir un contraste plus élevé pour les éléments lourds et légers, et ce même dans des conditions de dose d'électrons extrêmement faibles (low dose). Les matériaux sensibles au faisceau qui sont difficiles à observer avec les méthodes standard ADF et ABF STEM peuvent être facilement analysés avec l’OBF STEM.

K. Ooe, T. Seki, et al., Ultramicroscopy 220, 113133 (2021)

Image STEM en faible dose

Les matériaux sensibles au faisceau, tels que les Metal Organic Frameworks (MOF) et les zéolithes, nécessitent une dose d'électrons réduite (généralement, un courant de sonde < 1,0 pA) pour maintenir des contrastes atomiques clairs lors de l’étude d’éléments légers.
L'OBF STEM présente l’avantage de pouvoir acquérir une image STEM low dose en gardant une résolution atomique. L'image OBF STEM de MOF MIL-101 (à gauche) et MFI Zeolite (à droite) peut être acquise en une seule trame.

image STEM faible dose MOF MIL-101
Sample : MOF MIL-101

Instrument : JEM-ARM300F2 Accelerating Voltage : 300 kV Convergence Semi-angle : 7 mrad Probe current :

image STEM faible dose MFI zeolite
Sample : MFI Zeolite

Instrument : JEM-ARM300F2 Accelerating Voltage : 300 kV Convergence Semi-angle : 13 mrad Probe current : 0.3 pA Insets) FFT pattern and 10 frames averaged image

Image à fort contraste pour les éléments légers

En plus d'être très efficace en termes de dose, la méthode OBF STEM est également avantageuse pour l'imagerie par éléments légers. Il est possible de réduire la tension d’accélération du MET tout en conservant un contraste et une résolution élevés lors de l’étude d’éléments légers.

image STEM fort contraste GaN [110]
Sample : GaN [110]

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

image STEM fort contraste graphene
Sample : Graphene

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

La résolution pour les éléments légers devient bien meilleure avec des tension d’accélération plus grandes.
Chaque colonne atomique est maintenant clairement séparée avec une résolution sub-angström à l'intérieur de structures complexes ou le long d'axes cristallographiques d'indice plus élevé.
La qualité de l'OBF STEM est excellente dans des conditions de faible dose et encore meilleure dans les conditions de sonde standard avec microscope électronique corrigé Cs.

image STEM fort contraste β-Si3N4
Sample : β-Si3N4 [0001]

Instrument : JEM-ARM200F Accelerating Voltage : 200 kV Convergence Semi-angle : 24 mrad Inset) 10 frames averaged

image STEM fort contraste GaN [211]
Sample : GaN [211]

Instrument : JEM-ARM300F2 Accelerating Voltage : 300 kV Convergence Semi-angle : 32 mrad Inset) 20 frames averaged

e-ABF (enhanced ABF) n’est pas disponible avec la configuration d’un SAAF Quad.

Image live en OBF

Dans une expérience en temps réel, l'imagerie OBF live est fondamentale pour les matériaux sensibles au faisceau. Elle va vous permettre de suivre en live l’évolution de votre échantillon. L’affichage se fait en parallèle de l’image STEM conventionnelles et est intégrée dans l’interface de contrôle du MET.

Movie

CARACTÉRISTIQUES

STEM (avec un correcteur sonde)

FHP2 : 53 pm @ 300 kV - 96 pm @ 80 kV
WGP : 59 pm @ 300kV - 111 pm @ 80kV

TEM (avec un correcteur image)

FHP2 : 50 pm @ 300kV
WGP : 60 pm @ 300kV

FHP2 : 60 pm @ 300 kV - 90 pm @ 80 kV
WGP : 70 pm @ 300 kV - 100 pm @ 80 kV

FHP2 : 90 pm @ 300 kV - 160 pm @ 80 kV
WGP : 100 pm @ 300 kV - 170 pm @ 80 kV

Les caractéristiques de ce produit peuvent changer sans notification.