ZEISS GeminiSEM

Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop (FE-SEM)

ZEISS GeminiSEM Familie

für höchste Anforderungen an Subnanometer Imaging, Analytik und Probenflexibilität

ZEISS GeminiSEM steht für müheloses Imaging mit Auflösungen im Subnanometerbereich. Nutzen Sie es für Ihre anspruchsvollsten Projekte in der Material und Biowissenschaft. Dank der Innovationen in der Elektronenoptik und dem neuen Design der Probenkammer profitieren Sie von besserer Bildqualität, einfacher Bedienbarkeit und hoher Flexibilität. Verbinden Sie Kompetenz in Imaging und Analytik. Nehmen Sie Bilder im Subnanometerbereich unter 1 kV ganz ohne Immersionsobjektiv auf. Entdecken Sie die drei einzigartigen Designs der Gemini Elektronenoptik. Erfahren Sie, wie die GeminiSEM Familie alle Ihre Anforderungen an Imaging und Analytik erfüllen.

Charakterisieren Sie Merkmale im Nanometerbereich an der Bruchfläche des nichtleitenden Minerals Montmorillonit.

Ideal für Imaging Einrichtungen - ZEISS GeminiSEM 360 mit seiner elektronenoptischen Säule Gemini 1 liefert Imaging und Analyse in hoher Auflösung für eine hohe Vielfalt von Applikationen und Probentypen.
Ermöglicht effiziente Analysen – ZEISS GeminiSEM 460 mit seiner elektronenoptischen Säule Gemini 2 ist für die anspruchsvollsten Aufgaben der analytischen Mikroskopie ausgelegt. Wechseln Sie über einen großen Sondenstrombereich hinweg nahtlos zwischen Imaging- und Analysebedingungen.
Der neue Standard für das Oberflächen-Imaging – die Einführung von ZEISS GeminiSEM 560 mit Gemini 3 und der neuen Elektronenoptik-Engine Smart Autopilot ermöglicht Ihnen – unter allen Arbeitsbedingungen – die höchste Auflösung in der Produktfamilie.

Highlights

Die Produktfamilie
Lernen Sie alle Details der drei Modelle kennen und erfahren Sie, welches für Ihre Anwendungen am besten geeignet ist.

ZEISS GeminiSEM 360

Das ideale Gerät für Imaging-Einrichtungen: Es bietet höchste Flexibilität bei material-, biowissenschaftlichen und industriellen Anwendungen.

Nutzen Sie die beiden einzigartigen, parallel konfigurierten Inlens-Detektoren, um Ihre Proben umfassend zu charakterisieren.

Configure your instrument tailored to your needs thanks to the versatile chamber.

Die vielseitige Kammer ermöglicht es Ihnen, Ihr Gerät bedarfsgerecht zu konfigurieren.

Perform multimodal experiments with ZEN Connect and understand your specimens completely.

Führen Sie mit ZEN Connect multimodale Experimente durch und erhalten Sie ein lückenloses Verständnis Ihrer Proben.

Ihr Tool für Probenflexibilität

GeminiSEM 360 ist das ideale Gerät für Imaging-Einrichtungen: Es bietet höchste Flexibilität bei material-, biowissenschaftlichen und industriellen Anwendungen.
Die namensgebende Elektronenoptik Gemini 1 bietet Ihnen den Vorteil oberflächenempfindlicher, hochauflösender Bilder mit ausgezeichneter Auflösung bei niedriger Spannung und hervorragender Geschwindigkeit bei hohem Sondenstrom.
Erfassen Sie sogar bei empfindlichen Proben hochauflösende Daten zur Oberfläche und Zusammensetzung, indem Sie mit der Inlens-Detektion gleichzeitig Sekundär- und Rückstreuelektronen abbilden.
Sollen nichtleitende Proben bei Niedervakuum, sogenanntem variablem Druck, abgebildet werden, müssen Sie nicht auf den Inlens-Kontrast verzichten: NanoVP garantiert maximale Flexibilität und ermöglicht das Inlens-Imaging ohne Aufladung.

Unübertroffene User Experience

Das Anwendererlebnis von GeminiSEM 360 ist einzigartig: Dank großem Sehfeld und neuer, hochgradig konfigurierbarer Probenkammer können auch sehr große Proben einfach untersucht werden.
Mit ZEISS ZEN Connect profitieren Sie von einer übersichtlichen Navigation, der Darstellung von Bildern in ihrem Kontext und korrelativer Mikroskopie.
Mit Autofunktionen wie z. B. dem Autofokus und smarten Detektoren erhalten Sie klare Bilder mit hoher Detailschärfe.
Mit diametral gegenüberliegenden EDX-Anschlüssen und einer komplanaren EDX/EBSD-Geometrie lassen sich auf effiziente Weise sowohl Imaging- als auch Analyse-Workflows durchführen.
Maximieren Sie Ihre Systemverfügbarkeit mit dem ZEISS Predictive Service und profitieren Sie von geplanten Wartungen, die dann durchgeführt werden, wenn Sie es wünschen.

Einzigartige Erweiterung des Funktionsumfangs

Zum Schutz Ihrer Investition ist die Upgrade-Möglichkeit von zentraler Bedeutung. Daher ist GeminiSEM 360 in das Software-Ökosystem von ZEISS ZEN core eingebunden.
Greifen Sie für die Kombination multimodaler und multidimensionaler Daten auf ZEN Connect zurück. Für die fortschrittliche KI-gestützte Segmentierung gibt es ZEN Intellesis, und bei der Berichterstellung und der Analyse segmentierter Daten helfen Ihnen die ZEN Analysemodule weiter. Mit ZEN Data Storage können Sie Projekte zentral verwalten, indem Sie Daten aus verschiedenen Geräten in Ihrem Labor verbinden.
Als Mitglied der APEER Community erhalten Sie Zugriff auf Workflows und Skripte, die von anderen Benutzern erstellt wurden. Diese können Ihnen bei der Lösung Ihrer Probleme helfen.
Optimieren Sie Ihr System, indem Sie es mittels einer klar definierten Upgrade-Möglichkeit immer wieder neu aufrüsten.

ZEISS GeminiSEM 460

Konzipiert für Ihre anspruchsvollsten Analyseaufgaben ermöglicht das System effiziente Analysen und unbeaufsichtigte Workflows.

Conduct rapid analysis and achieve high current and high resolution simultaneously.

Führen Sie schnelle Analysen bei gleichzeitig hoher Stromstärke und hoher Auflösung durch.

Die vielseitige Kammer ermöglicht es Ihnen, Ihr Gerät bedarfsgerecht zu konfigurieren.

Verwandeln Sie GeminiSEM 460 in ein in situ-Labor.

Nutzen Sie hohe Auflösungen und hohe Stromstärken in vollem Umfang aus

GeminiSEM 460 ist wie geschaffen für Ihre anspruchsvollsten analytischen Aufgaben – für effiziente Analysen und unbeaufsichtigte Workflows.
Erledigen Sie hochauflösendes Imaging und Analytik schnellstens: nutzen Sie die Gemini 2 Säule und wechseln Sie nahtlos vom Arbeiten mit niedrigen Probenströmen und Spannungen zu Einstellungen mit hohen Strom- und kV-Werten und zurück.
Charakterisieren Sie durch den parallelen Einsatz mehrerer Detektoren jede Probe umfassend.
Machen Sie sich für eine effiziente Analyse die vielseitige Probenkammer zunutze und wählen Sie geeignete Analysedetektoren.
Verwenden Sie den neuen VP-Modus und erhöhen Sie die Stromstärke, um EBSD-Mappings mit Indexierungsraten von 4000 Mustern/s zu erhalten.
Untersuchen Sie die chemische Zusammensetzung und die Kristallorientierung mit zwei diametral gegenüberliegenden EDX-Anschlüssen und einer koplanaren EDX/EBSD-Konfiguration. Verlassen Sie sich auf ein schnelles Mapping ohne Abschattungen.

Maßgeschneiderte, automatisierte Workflows

Angesichts solch leistungsstarker Analysefunktionen wird die Automatisierung von Workflows immer entscheidender. Erstellen und konfigurieren Sie über die Python-API von ZEISS eigene automatisierte Experimente.
Modifizieren Sie Experimente und passen Sie das Ergebnis Ihren eigenen Anforderungen an.
Nutzen Sie die STEM-Tomographie optimal: Kombinieren Sie automatisches Neigen und Drehen mit patentierter Merkmalsverfolgung. Erstellen Sie 3D-Tomogramme mit einer Auflösung im Nanometerbereich, indem Sie die ausgerichteten Bilder an Ihre anwendereigene 3D-Rekonstruktionssoftware übermitteln.
Wenn Sie Materialien bis an deren Konstruktionsgrenzen testen müssen, dann stellt Ihnen ZEISS ein automatisiertes in situ Labor für Wärme- und Spannungsexperimente zur Verfügung: Damit können Sie Materialien unter Wärme und Spannung automatisch beobachten und nebenbei Spannungs-Dehnungs-Diagramme aufzeichnen lassen.

Ihr Weg zu noch mehr Möglichkeiten

Erweitern Sie Ihre Möglichkeiten zur Durchführung von Analytik in Material- und Biowissenschaften mithilfe des Designs des Gemini 2. Es erschließt Ihnen eine außergewöhnlich hohe und stufenlos regelbare Stromauflösung selbst bei geringen kV-Werten.
Nutzen Sie den Vorteil, das System durch umfangreiches Zubehör anpassen zu können. Die vielseitige Kammer kann nicht nur mit Analytik, sondern auch mit Instrumenten für in situ Experimente, Kryo-Imaging und Nanosonden konfiguriert werden.
Das ermöglicht es Ihnen, zu jedem Zeitpunkt der Nutzungsdauer Ihres Systems zahlreiche Konfigurationen und Upgrades durchzuführen.
Alle GeminiSEM sind in das Ökosystem ZEISS ZEN core eingebunden, worüber Sie Zugriff auf ZEN Connect, ZEN Intellesis und die ZEN Analysemodule für die Berichterstellung und GxP-Workflows erhalten.

ZEISS GeminiSEM 560

Setzt neue Maßstäbe für oberflächenempfindliches, verzerrungsfreies, hochauflösendes Imaging und ermöglicht Ihnen die einfache Aufnahme von Bildern unter 1 kV.

Details auf der Oberfläche eines nichtleitenden Mineralpartikels bei geringen kV-Werten: GeminiSEM 560 bei 800 V, Inlens SE.

^{3D STEM-Tomographie eines CeO2-Nanopartikels. GeminiSEM 560, aSTEM, Hellfeld, 30 kV.}

Optimaler Arbeitspunkt: Magnetischer Kontrast auf einem NdFeB-Magneten

Der neue Standard für Oberflächen-Imaging

GeminiSEM 560 setzt neue Maßstäbe für oberflächenempfindliches, verzerrungsfreies, hochauflösendes Imaging und ermöglicht Ihnen die einfache Aufnahme von Bildern unter 1 kV.
Das magnetfeldfreie Imaging von Proben bei unter 1 kV mit einer Auflösung von unter 1 nm, ganz ohne Probenvorspannung oder Monochromator – Gemini 3 macht's möglich. Gemini 3 ist mit der Nano-twin-Linse und der neuen Elektronenoptik-Engine Smart Autopilot ausgestattet.
Nehmen Sie Bilder von nichtleitendem, vakuumempfindlichem Material mit einem neuen druckvariablen Modus und Detektorsystem auf: Sie können schnell Ergebnisse erzielen und Merkmale erhalten, indem Sie vakuumempfindliche Proben durch das neue Gentle Airlock im VP-Modus in die Kammer einbringen.
Analysieren Sie empfindliche Proben mit Leichtigkeit, indem Sie die neue, große Kammer mit zwei EDX-Anschlüssen nutzen. Erstellen Sie mithilfe des optimalen Detektor-Raumwinkels Mappings ohne Abschattungen.

Integriertes Expertenwissen

Das Imaging anspruchsvoller Proben wird jetzt durch die neue Elektronenoptik-Engine Smart Autopilot beschleunigt.
Das stark erweiterte Sehfeld des Systems ermöglicht eine einfache Probenavigation.
Mit Smart Autopilot sparen Sie Zeit und langwierige Ausrichtungen werden überflüssig: Die Engine lenkt die Elektronenoptik, um Vergrößerungen von unter 1× bis zu 500.000× zu liefern und übernimmt dabei auch die Justierung, Kalibrierung und Fokussierung.
Smart Autopilot verfügt über einen neuen Parallaxe-Autofokus mit einem neuen Autofokus-Wobble, womit innerhalb von Sekunden klare Bilder in hoher Detailschärfe aufgenommen werden.
Diese Funktionen lassen sich mithilfe von Python-Skripten in automatisierten Workflows wie der 3D-STEM-Tomographie nutzen.

Erleben Sie einzigartigen Kontrast

Wenn Sie bei Ihren Arbeitsbedingungen den optimalen Punkt erreichen liegt das an der präzisen Kombination der richtigen Parameter für das perfekte Bild: Die Herausforderung besteht darin, diesen Punkt zu finden.
Die Gemini-Säulentechnologie mit magnetfeldfreiem Imaging und der neuen elektronenoptischen Säule Gemini 3 ermöglicht es Ihnen, diese optimalen Punkte präzise zu ermitteln und dadurch neue Erkenntnisse aus Ihren Proben zu ziehen.
Mit weniger als 2 mT Magnetfeld auf der Probe ist das Imaging von magnetischem Kontrast mit dem GeminiSEM 560 ganz einfach möglich.
Das energiespektroskopische Imaging übernimmt der energieselektive Inlens-Rückstreudetektor, unter simultaner Einbindung des elektronenwinkelspektroskopischen Imagings mit dem ringförmigen Rückstreudetektor.
Mit ZEN Connect können Sie alle Ihre Daten zusammenführen, um sie zu segmentieren und mühelos Ergebnisberichte zu erstellen.

Welche Art von Forschung ist für das Zentrum für Angewandte Quantentechnologie von Interesse?

Dr. Mario Hentschel vom Zentrum für Angewandte Quantentechnologie (ZAQuant) der Universität Stuttgart, Deutschland

Serientaugliche Herstellung von Mikro-Fresnellinsen auf Polymerbasis durch Spritzgussverfahren.

Dr. Mario Hentschel vom Zentrum für Angewandte Quantentechnologie (ZAQuant) der Universität Stuttgart beschreibt, an welchen Themen und Applikationen die Gruppe arbeitet, welchen Herausforderungen sie in ihrem Labor begegnet und wie sie ZEISS GeminiSEM 560 einsetzt.

"Wir haben es mit komplexen Mikro- und Nanostrukturen zu tun, bei denen wir uns mit der optischen Sensorik und den Detektionsverfahren am äußersten Limit beschäftigen. Daher ist es für uns wichtig, unsere Komponenten auf der Nanometerskala zu untersuchen und zu charakterisieren. Fundierte Kenntnisse sind nicht nur für die Prozesssteuerung und -optimierung unerlässlich, sondern auch für die Entschlüsselung lokaler Phänomene, die bei unserer Forschung zu optischer Sensorik und zu Detektionsverfahren eine Rolle spielen. Neben rein topographischen Informationen interessieren uns auch die Materialzusammensetzung im Nanomaßstab sowie beabsichtigte und zufällige lokale Verunreinigungen.
Alle diese Applikationen erfordern von Elektronenmikroskopen eine hohe Flexibilität. ZEISS GeminiSEM 560 bietet uns ein erstaunliches Maß an Freiheit und Flexibilität. Die umfangreiche Auswahl an Detektoren ermöglicht es uns, Topographie, Materialkontrast, Kanten auf der Oberfläche und die verschiedenen Merkmale unserer Proben abzubilden und hervorzuheben. Routinemäßig haben wir es sowohl in Bezug auf die Probengröße als auch auf die Materialzusammensetzung, mit sehr unterschiedlichen Probengeometrien zu tun, wodurch das Mikroskop erheblichen Einschränkungen unterliegt. Wir sind in der Lage, selbst von sehr anspruchsvollen und herausfordernden Proben, wie z. B. hochisolierenden Polymeren und Kunststoffen, Bilder von höchster Qualität aufzunehmen, die minimale Effekte durch Aufladung aufweisen. Das System kann Bilder mit niedriger und sehr hoher Vergrößerung aufnehmen. In naher Zukunft wird das GeminiSEM 560 im Reinraum des neu errichteten Forschungsgebäudes des Zentrums für Angewandte Quantentechnologie (ZAQuant) hier in Stuttgart stehen. Die breitgefächerten Kompetenzen der wissenschaftlichen Leiter am ZAQuant erstrecken sich von Physik, Maschinenbau über Elektrotechnik bis hin zu Chemie und anderen Bereichen mit sehr unterschiedlichen Anforderungen, sodass Flexibilität bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer herausragenden Imaging-Leistung ein entscheidendes Merkmal darstellen. Das GeminiSEM 560 wird also für ihre Forschung mit Sicherheit eine wichtige technologische Grundlage darstellen, die unserer Meinung nach auf sehr flexible Weise zugänglich gemacht werden kann."

Dr. Mario Hentschel, Universität Stuttgart, Zentrum für Angewandte Quantentechnologie, Deutschland.

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Die Technik hinter der

Gemini Elektronenoptik

Gemini 1

Alles Wissenswerte zu den Grundlagen

Feldemissions-SEMs wurden für hochauflösendes Imaging entwickelt. Der Schlüssel zur Leistungsfähigkeit eines Feldemissions-SEM liegt in seiner elektronenoptischen Säule. Gemini ist für die herausragende Auflösung von jeder Probe, insbesondere bei niedrigen Beschleunigungsspannungen, optimiert und sorgt für eine umfassende und effiziente Detektion und Benutzerfreundlichkeit.

Die Gemini-Optiken zeichnen sich durch drei Hauptkomponenten aus:

Das Gemini-Objektivlinsendesign kombiniert elektrostatische und magnetische Felder, um die optische Performance zu maximieren und gleichzeitig die Feldeinflüsse auf die Probe auf ein Minimum zu reduzieren. Dies ermöglicht ein ausgezeichnetes Imaging auch bei schwierigen Proben wie magnetischen Materialien.
Die Gemini-Beambooster-Technologie, eine integrierte Beam Deceleration, ermöglicht geringe Sondengrößen und ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis.
Das Gemini-Konzept der Inlens-Detektion gewährleistet eine effiziente Signaldetektion durch parallele Erfassung von Sekundärelektronen (SE) und Rückstreuelektronen (BSE) bei einer verringerten Bilderfassungszeit.

Für Ihre Anwendungen profitieren Sie von:

langfristiger Stabilität der SEM-Justage und mühelose Anpassung aller Systemparameter wie Sondenstromstärke und Beschleunigungsspannung.
verzerrungsfreiem, hochauflösendem Imaging mithilfe von nahezu magnetfeldfreier Optik.
Informationen, die ausschließlich aus den obersten Schichten Ihrer Proben stammen. Der Inlens SE-Detektor erzeugt Bilder mithilfe der echten, oberflächenempfindlichen SE1-Elektronen.
echtem Materialkontrast bei sehr geringen Spannungen erhalten Sie mit dem Detektionskonzept des Inlens EsB-Detektors.

Gemini 2

Nutzen Sie die Gemini 2-Optiken

Eine umfassende Charakterisierung beliebiger Proben verlangt nach einer hohen Leistung bei Imaging- und Analyseaufgaben. Außerdem erwarten moderne Nutzer, dass sich Instrumente einfach einrichten und bedienen lassen.

Die Gemini 2-Optik wird diesen Anforderungen gerecht:

GeminiSEM 460 verfügt über Gemini 2-Optik mit einem Doppelkondensor
Sie können den Strahlstrom fortlaufend anpassen, während die Spotgröße gleichzeitig optimiert wird
Wechseln Sie nahtlos zwischen hochauflösendem Imaging bei niedrigen Strahlströmen und Analysemodi bei hohen Strahlströmen
Da der Strahl nach Änderung der Imaging-Parameter nicht neu justiert werden muss, sparen Sie Zeit und Aufwand
Bleiben Sie flexibel: Nutzen Sie die höchste Strahlstrom-Auflösung für hochauflösendes Imaging und Analysen bei niedrigem und hohem Strahlstrom – egal, welche Strahlenergie Sie auswählen
Ihre Probe wird keinem Magnetfeld ausgesetzt. Dadurch erreichen Sie verzerrungsfreie EBSD-Muster und hochauflösendes Imaging über ein großes Sehfeld
Neigen Sie die Probe, ohne die elektronenoptische Leistung zu beeinflussen. Bilden Sie selbst magnetische Proben einfach ab
Wählen Sie einen Modus zur Ladungsreduzierung aus, der am besten für Ihre Probe geeignet ist: lokale Ladungskompensation, variabler Druck in der Kammer oder NanoVP

Gemini 3

Gemini 3 – Die Entwicklung geht weiter

Heutige FE SEM-Anwendungen erfordern standardmäßig hochauflösendes Imaging bei geringer Landeenergie.

Das ist essenziell für:

Strahlenempfindliche Proben
Nichtleitende Materialien
Die Erfassung aussagekräftiger Informationen zur Probenoberfläche ohne unerwünschte Hintergrundsignale aus tieferen Probenschichten

Die Gemini 3-Optik ist optimiert für Auflösungen bei geringen und sehr geringen Spannungen sowie zur Kontrastverbesserung. Sie gewährleistet eine maximale Auflösung unter allen Arbeitsbedingungen von 1 kV bis 30 kV und besteht aus zwei Komponenten, die synergetisch arbeiten: der Nano-twin-Linse und dem Smart Autopilot, der neuen Elektronenoptik-Engine. Zu den zusätzlichen technologischen Merkmalen zählen der hochauflösende Quellenmodus und die Tandem-decel-Option.

Die Nano-twin-Linse bietet:

Auflösung im Subnanometerbereich bei niedrigen und extrem niedrigen Spannungen und mit effizienter Signaldetektion
Dreimal geringere Linsenaberrationen bei geringen kV-Werten im Vergleich zur Standard-Gemini-Objektivlinse, was zu einem dreimal geringeren Magnetfeld auf der Probe führt, in der Größenordnung von 1 mT
Optimierung der Geometrie und der elektrostatischen und magnetischen Feldverteilung
Ein verbessertes Inlens-Detektor-Signal beim Imaging mit niedriger Spannung

Diese Merkmale ermöglichen Imaging im Subnanometerbereich unter 1 kV ohne Immersion der Probe in ein elektromagnetisches Feld.

Smart Autopilot
In Verbindung mit der Nano-twin-Linse profitieren Sie mit Smart Autopilot von:

bestmöglicher Auflösung bei jeder Arbeitsenergie durch Kondensoroptimierung des Strahlkonvergenzwinkels unter allen Arbeitsbedingungen
nahtlosem Übergang zwischen Probennavigation und hochauflösendem Imaging durch einen neuen Übersichtsmodus mit großem Sehfeld
optimaler Bildqualität bei hoher Geschwindigkeit mit einem neuen Autofokus

So funktioniert’s:

Smart Autopilot optimiert die Elektronenbahnen durch die Säule und gewährleistet so die höchstmögliche Auflösung bei jeder Beschleunigungsspannung
Die Autofunktionen ermöglichen einen nahtlosen, justagefreien Übergang über den gesamten Vergrößerungsbereich um das 1- bis 2.000.000-fache und eine Vergrößerung des Sehfelds um das 10-fache, sodass ein 13 cm großes Objekt in einem einzigen Bild abgebildet werden kann
Der Bildspeicher von 32.000 × 24.000 gewährleistet in Kombination mit dem neuen Übersichtsmodus eine Auflösung (ohne Stitching) über ein beispiellos großes Sehfeld

Auflösungsmodi

Hochauflösender Quellenmodus:

eine minimierte chromatische Aberration, da die primäre Energiebreite um 30 % reduziert wird
noch kleinere Sondengrößen

Tandem decel

Tandem decel, ein zweistufiger Abbremsungsmodus, kombiniert die Beambooster-Technologie mit einer hohen negativen Vorspannung, die an die Probe angelegt wird: Die Elektronen des primären Elektronenstrahls werden abgebremst, wodurch die Landeenergie effektiv reduziert wird
Verwenden Sie diesen, um die Auflösung unter 1 kV weiter zu verbessern und die Detektionseffizienz von dioden-basierten Rückstreudetektoren zu verstärken
Das Anlegen einer Vorspannung von bis zu 5 kV im optionalen Tandem decel-Modus verbessert die herausragende Imaging-Leistung bei geringen Spannungen noch zusätzlich

Magnetisches FeMn-Nanopartikel, Kantenlänge eines Würfels ca. 25 nm. GeminiSEM 560, 1 kV, Inlens SE, Sehfeld 565 nm

Anwendungen von

ZEISS GeminiSEM

Nanotechnologie & Nano-Materialien

Typische Aufgaben und Anwendungen

Visualisierung von Struktur, Integrität und Fehlern in nanoelektronischen und photonischen Komponenten
Imaging empfindlicher Proben wie 2D-Materialien bei gleichzeitiger Vermeidung größerer Strahlenschäden, Aufladungseffekte oder Bildverzeichnungen
Untersuchung von Nanomagnetismus und Nanomechanik mit hoher Auflösung, Charakterisierung der Oberflächentopographie des Materials und Analyse seiner Elementzusammensetzung
Schaffung und Bewertung der Qualität von Bauelementen für Nanofluidik-Experimente

Magnetic FeMn Nanoparticles, edge length of a cube ca. 25 nm. GeminiSEM 560, 1 kV, Inlens SE, field of view 565 nm.

Magnetische FeMn-Nanopartikel abgebildet bei geringer Beschleunigungsspannung, 1 kV, Inlens SE-Detektor, GeminiSEM 560, Bildbreite 565 nm, Kantenlänge eines Würfels ca. 25 nm.

Strukturierte Goldplättchen als Teil der Grundlagenforschung zu plasmonischen Effekten. GeminiSEM 560.

Übersichtsmodus, extrem großes Sehfeld, drei Euro-Münzen. GeminiSEM 560.

Energie-Materialien

Typische Aufgaben und Anwendungen

Bewertung von Mikrostruktur und Komponenten
Defektanalyse
Phasenverteilung
Poren- und Rissanalyse

NCM622-Kathodenpartikel nach 500 Ladungszyklen, 1 kV, Inlens SE-Detektor.

Brennstoffzelle mit unbeschichtetem Polymerelektrolyt

CIGS-Solarzelle auf einem Aluminiumsubstrat bei 1,8 kV, Inlens SE-Detektor.

Werkstofftechnik & Technische Materialien

Typische Aufgaben und Anwendungen

Vielseitige Materialcharakterisierung mit Subnanometer-Auflösung und exzellentem Kontrast und Schärfe
Metallographie und Bruchanalyse
Charakterisierung des in situ-Materialverhaltens unter verschiedenen Bedingungen
Erzeugung experimenteller Daten für die Validierung und verbesserte Genauigkeit von Simulationsmodellen

Eine Edelstahlprobe, die mit dem AsB-Detektor unter einem in situ-Zuglastversuch abgebildet wurde
Die Bilder verfügen über einen extrem hohen Kontrast und erfassen die Bildung von Gleitbändern während des in situ-Ladens, wie auf den Bildern vor (links) und nach dem Laden (rechts) dargestellt wird.

vor dem Laden

nach dem Laden

Querschnittaufnahme der Edelstahloberfläche nach der Oberflächenvorbereitung durch Sandstrahlen.
Das zerkleinerte SiO₂ zeigt auf dem linken Bild eine positive Ladung. Im Vergleich zu einem geringeren Arbeitsabstand von 1 mm (rechts) ist der Kontrast nur bei großem Arbeitsabstand von 5 mm (links) sichtbar.

großer Arbeitsabstand von 5 mm

geringer Arbeitsabstand von 1 mm

Querschnitt eines Nanokomposit-Pulvers aus Al₂O₃/ZrO₂-3mol%Y₂O₃
Abgebildet mit dem BSE-Detektor bei 1 kV Landeenergie ohne Vorspannung (links) und bei 1 kV Landeenergie mit 5 kV Vorspannung (rechts), wodurch der Materialkontrast und die Schärfe verbessert werden.

Anode einer Lithium-Ionen-Batterie, 1 kV, Inlens SE-Detektor

Polymere, Katalysatoren & Bio-mimetische Materialien

Typische Aufgaben und Anwendungen

Oberflächencharakterisierung und -bewertung
Strukturanalyse, Segmentierung und Quantifizierung
Korrelative multidimensionale Charakterisierung aufgrund der typischen hierarchischen Struktur einiger Biomaterialien
Schadensanalyse und Prozesskontrolle

Nanofaser-Gerüst aus vernetzter Gelatine für die Gewebezucht

Polyurethanfolie

Rupturierte Oberfläche eines Polymers

Mikroskopielösungen für die Industrie

Typische Aufgaben und Anwendungen

Schadensanalyse mechanischer, optischer oder elektronischer Komponenten
Bruchanalyse und Metallographie
Charakterisierung von Oberfläche, Mikrostruktur und Bauelement
Elementare Zusammensetzung und Phasenverteilung
Bestimmung von Verunreinigungen und Einschlüssen

Sprödbruch einer Stahlprobe unter Spannung

Einschlüsse in Stahl, Inlens SE-Detektor, 500 V.

Kathode einer Lithium-Ionen-Batterie. EDX-Elementverteilungsbilder.

Halbleiter & Mikroelektronik

Typische Aufgaben und Anwendungen

Konstruktionsanalyse und Benchmarking
Passiver Spannungskontrast
Analyse des Probeninneren
Messung elektronischer Eigenschaften mittels Abtastung
Auswahl einer Stelle für eine TEM-Lamellenpräparation

Die Eigenschaften eines Mikroelektronik-Bauteils können anhand verschiedener Kontraste im SEM über Änderung der Landeenergie untersucht werden. In diesem Fall nutzt man passiven Spannungskontrast zur Charakterisierung der elektronischen Eigenschaften und Materialkontrast in tieferen Probenschichten für die Strukturanalyse. Links: Passiver Spannungskontrast bei 1 kV. Rechts: Materialkontrast bei 3kV, beide Bilder aufgenommen mit dem Inlens SE Detektor. Die hervorragende Stabilität der Gemini-Säule ermöglicht einen nahtlosen Workflow.

Charakterisierung von Mikroelektronik-Bauteilen mit passivem Spannungskontrast und Materialkontrast

3 kV

Abtasten bei gleichzeitiger Abbildung kann weiteren Aufschluss über die Funktion geben. Hier zeigt EBAC (englisch: electron beam absorbed current, Elektronenstrahl getriggerter Absorptionsstrom-Kontrast oder Widerstandskontrast-Abbildung) die Verbindungen einer Schaltung ausgehend von einem mit der Sonde kontaktierten Knotenpunkt (Bild Nr. 1).
EBAC bei steigenden Spannungen (Bild-Nr. 2: 2 kV, Bild Nr. 3: 5 kV, Bild Nr. 4: 8 kV) gibt die elektronische Struktur in den unteren Metallschichten an.

Der EBAC zeigt die Verbindungen einer Schaltung ausgehend von einem mit der Sonde kontaktierten Knotenpunkt.

EBAC bei 2 kV.

EBAC bei 5 kV.

EBAC bei 8 kV.

Life Sciences

Typische Aufgaben und Anwendungen

Charakterisierung der Topologie
Imaging von empfindlichen, nichtleitenden, ausgasenden oder kontrastarmen Proben
Visualisierung der Ultrastruktur von Zellen, Geweben etc. mit hoher Auflösung
Imaging sehr großer Bildflächen, wie Serienschnitte oder Block-Faces

Gewebe, Zellen oder Viren & STEM-Imaging: SARS-CoV-2, das in einer Gewebekultur gezüchtet und durch chemische Fixierung inaktiviert wurde. Das Virus wurde negativ gefärbt. Imaging mit GeminiSEM 560, aSTEM, in Falschfarben. Probe mit freundlicher Genehmigung von M. Hannah, Public Health England, UK.

SARS-CoV-2-Virus, STEM-Bild.

Untersuchung großer Flächen mittels Array-Tomographie, Serienschnitt- und Block-Face-Imaging: Wurzelknöllchen von Fabaceae-Bohnen. Das große Sehfeld ist für die Analyse seltener Ereignisse in Schnittbändern oder für statistische Analysen von Infektionen wichtig, beispielsweise in diesen Wurzelknöllchen, die mit Bakterien infiziert sind. Das Array-Tomographiemodul von ZEISS Atlas 5 ermöglicht die Erstellung von 3D-Volumina aus Serienschnitten. Das Video zeigt 78 Schnitte eines Schnittbands.

Im Bereich Life Sciences werden häufig kontrastarme Proben bearbeitet und korrelative Experimente stellen eine Herausforderung dar, wenn wesentliche Merkmale keinen Kontrast aufweisen. Mit Tandem decel können Sie eine elektrisches Bremsfeld oder Vorspannung zwischen Probe und Objektivlinse setzen und den Kontrast erheblich steigern. Aufnahme mit GeminiSEM 560.

Die Anwendung von Tandem decel erhöht den Kontrast so stark, dass alle Zellorganellen deutlich und hochaufgelöst erkennbar sind.

Zubehör

Das in die SEM-Kammer integrierte in situ Lab

Verbinden Sie Materialeigenschaften und Mikrostruktur mit dem in situ Lab für ZEISS FE-SEMs

Profitieren Sie von einer integrierten Lösung

Wenn Sie die Werkstoffeigenschaften mit der Mikrostruktur in Zusammenhang bringen müssen, stellt Ihnen ZEISS ein automatisiertes in situ Heiz- und Spannungsversuchslabor zur Verfügung. Beobachten Sie Materialien unter Wärme und Spannung und zeichnen Sie Spannungs-Dehnungs-Kurven automatisch auf. Erweitern Sie Ihr ZEISS FE-SEM mit einer in situ Lösung für Temperatur- und Zugversuche. Untersuchen Sie Materialien wie Metalle, Legierungen, Polymere, Kunststoffe, Verbundwerkstoffe und Keramiken.

Kombinieren Sie einen mechanischen Zug- oder Drucktisch, eine Heizeinheit, spezielle Hochtemperatur-SE- und BSE-Detektoren mit EDS- oder EBSD-Analysen (Elektronenrückstreubeugung). Dank des Designs der ZEISS Gemini-Elektronenoptiken ist die Integration der in situ Hardware sehr einfach. Steuern Sie alle Systemkomponenten von einem einzigen PC aus mit einer einheitlichen Softwareumgebung, die unbeaufsichtigte automatisierte Materialprüfungen ermöglicht. Die automatische Merkmalsverfolgung bietet Ihnen einen neuen Standard für die automatische Serienbildgebung und -analyse, wie z. B. EDS- oder EBSD-Mapping, während mehrere Regions of Interest überwacht werden..

Nutzen Sie diese Vorteile

Einfaches und schnelles Einrichten von Experimenten, ohne dass das System während der Erfassung überwacht werden muss
Automatisierte in situ Workflows für eine hochgradig reproduzierbare, präzise und zuverlässige, bedienerunabhängige Datenerfassung
Datenerfassung mit hohem Durchsatz und hoher Auflösung. Dies führt schnell zu statistisch repräsentativen Ergebnissen
Qualitativ hochwertige Daten für eine zuverlässige Nachbearbeitung, z. B. Dehnungskartierung mit Digital Image Correlation (DIC), unterstützt durch GOM
Einfache Datenverwaltung

In der SEM-Kammer montierter Kreuztisch für Zugversuche.

ZnO-Nanopartikel auf Kohlenstofffilm, Rückprojektionsrekonstruktion, die die 3D-Morphologie der Nanopartikel aufzeigt

3D STEM-Tomographie

Jetzt steht Ihnen an einem FE-SEM die automatisierte STEM-Tomographie zur Verfügung. Ein Skript für die automatisierte Aufnahme einer STEM-Tomographieserie nutzt die API und führt compuzentrische, drehende und neigende Tischbewegungen sowie den Autofokus und die Bildaufnahme aus. Die Merkmalsverfolgung gleicht Verschiebungen über die gesamte Neigungsserie aus und beschränkt die Abweichung zwischen zwei Bildern auf maximal etwa 50 nm. Mit dem STEM-Probenhalter kann der Tisch um 60 ° geneigt und um 180 ° gedreht werden, und der aSTEM-Detektor deckt alle Anforderungen ab. Eine 3D-Rekonstruktionssoftware erstellt damit im Anschluss ein 3D-Modell Ihrer Probe.

ZEISS Atlas 5 – Meistern Sie Ihre multidimensionale Herausforderung

Atlas 5 macht Ihr Leben einfacher, denn Sie können in einer probenorientierten, korrelativen Umgebung vollständig multidimensionale, multimodale Bilder erstellen. Atlas 5 ist das leistungsstarke und gleichzeitig intuitive Hardware-Software-Paket, das die Funktionen Ihres Rasterelektronenmikroskops erweitert.

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Multimodale Untersuchung eines elektronischen Bauteils, bei der Bilder aus der Licht- und der Rasterelektronenmikroskopie mit Analysedaten aus EDX-Elementverteilungsbildern verknüpft werden. Ansicht des GUIs der korrelativen Benutzeroberfläche eines ZEN Connect-Projekts mit ausgerichteten Daten. Probe: Elektronisches Bauteil, eingebetteter und mechanisch polierter Querschnitt. Probe mit freundlicher Genehmigung der Universität Aalen, Institut für Materialforschung Aalen, Deutschland.

ZEISS ZEN core

Nutzen Sie die Vorteile multimodaler, multidimensionaler Experimente und schützen Sie Ihre Investition mit der Möglichkeit eines einfachen Upgrades. Optimieren Sie Ihr System, sobald neue Funktionen veröffentlicht werden, und machen Sie es sich zunutze, dass alle GeminiSEM in das Ökosystem ZEISS ZEN core eingebunden sind. Dadurch erhalten Sie Zugriff auf:

ZEN Connect – Profitieren Sie von einfacher Überlagerung und Ausrichtung aller Bilder.
ZEN Intellesis – Fortschrittliche KI-gestützte Bildsegmentierung durch Machine Learning oder Deep Learning.
ZEN Data Storage – Managen Sie Ihre Projekte zentral durch die Verknüpfung von Daten verschiedener Instrumente.
ZEN Automated Imaging für SEM – Schlägt die Brücke zwischen Licht- und Elektronenmikroskopie, indem die Bedienung von Elektronenmikroskopen vereinfacht wird.
Analysemodule von ZEN – Erstellen Sie Berichte und analysieren Sie segmentierte Daten in der Materialforschung, z. B. GxP, Korngröße, nichtmetallische Einschlüsse.

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3D-Oberflächenmodelle – 3DSM

Ihr Rasterelektronenmikroskop misst und analysiert alle Arten von Proben in 2D: Zur Analyse Ihrer Probenoberfläche in 3D verwenden Sie 3DSM, das optionale Softwarepaket von ZEISS. Erhalten Sie topographische Informationen, indem Sie ein komplettes 3D-Modell Ihrer Probe rekonstruieren und dazu die Signale des aBSD oder des AsB-Detektors verwenden.

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Lithium-Ionen-Batterie

Visualisierungs- und Analyse-Software

ZEISS empfiehlt Dragonfly Pro von Object Research Systems (ORS)
Eine fortschrittliche Analyse- und Visualisierungs-Softwarelösung für Ihre 3D-Daten, die mit einer Vielzahl von Technologien wie Röntgen, FIB-SEM-, SEM und Helium-Ionen-Mikroskopie erhoben wurden. ORS Dragonfly Pro ist exklusiv über ZEISS erhältlich und bietet ein intuitives, vollständiges und anpassbares Toolkit zur Visualisierung und Analyse großer 3D-Graustufendaten. Dragonfly Pro ermöglicht das Navigieren, Annotieren Ihrer 3D-Daten und das Erstellen von Mediendateien, einschließlich Videos. Quantifizieren Sie Ihre Ergebnisse mittels Bildverarbeitung, Segmentierung und Objektanalyse.

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Gewebe einer Mäuselunge, Block-Face-Bilder, erfasst mit fokaler Ladungskompensation

Optimieren Sie Ihr GeminiSEM 360/460, um Aufladungseffekte zu eliminieren

Verwandeln Sie Ihr ZEISS GeminiSEM 360 oder GeminiSEM 460 mit 3View®-Technologie von Gatan, Inc. in ein extrem schnelles, hochauflösendes 3D-Imaging-System. Bei 3View® handelt es sich um ein in die SEM-Kammer integriertes Ultramikrotom, mit dem Sie 3D-Daten in Hochauflösung aus in Harz gegossenen Zell- und Gewebeproben akquirieren – und das besonders schnell und komfortabel. Die Probe wird kontinuierlich geschnitten und abgebildet, sodass Sie Tausende von Serienbildern an einem einzigen Tag erstellen können. Aufgrund seiner einzigartigen ZEISS Gemini-Säulentechnologie sind GeminiSEM ideal für diese Anwendung geeignet. Sie können Ihr GeminiSEM jetzt auch mit der fokalen Ladungskompensation erweitern, um Aufladungseffekte zu vermeiden. ZEISS hat dieses Gasinjektionssystem in Zusammenarbeit mit dem NCMIR (National Center for Microscopy and Imaging) herausgebracht. Die fokale Ladungskompensation hat eine spektakuläre Bildqualität zur Folge. Für die Durchführung einer 3D-Nanohistologie ist die Untersuchung von Gewebeproben, etwa der Leber, Niere und Lunge, mit Block-Face-Imaging in einem Elektronenmikroskop extrem nützlich für die pathologische Forschung. Wenn die fokale Ladungskompensation zur Eliminierung von Aufladung verwendet wird, können diese aufladungsanfälligen Gewebeproben mit hoher Auflösung und Geschwindigkeit in drei Dimensionen abgebildet werden.

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