赛默飞200 kV透射电镜Spectra 200 TEM

• 用于 30-200 kV 加速电压的高分辨率和对比度成像

• 宽间隙极片设计为 5.4 mm 的对称 S-TWIN/X-TWIN 物镜

• 60 kV-200 kV 范围的亚埃 STEM 成像分辨率

适用于所有材料科学应用的高通量 TEM 和 STEM 显微镜。

为了让科学家加深对复杂样品的理解并开发创新材料，他们必须能够获得强大、精确的仪器，这些仪器能够将形式和功能联系起来，并解析空间、时间和频率。

赛默飞世尔科技推出 Thermo Scientific Spectra 200 （S）TEM，这是一款适用于所有材料科学应用的高通量、像差校正（扫描）透射电子显微镜。

建立在超稳定的基础上

所有 Spectra 200 （S）TEM 均采用新平台，旨在通过被动和（可选）主动隔振提供前所未有的机械稳定性和最高成像质量。

该系统安装在一个完全重新设计的外壳中，内置屏幕显示，方便样品装载和取出。首次可以在可变高度的未校正和单校正配置之间提供完全模块化和可升级性，从而为不同的房间配置提供最大的灵活性。

主要特点

搭载超高亮度冷场发射枪（X-CFEG）

Spectra 200 （S）TEM 可由新型冷场发射枪 （X-CFEG） 提供动力。X-CFEG 具有极高的亮度 （>>1.0 x 108A/m2/Sr/V*），能量分布低，可在 30 – 200 kV 范围内运行。这提供了高分辨率的STEM成像和高探头电流，用于高通量、快速采集的STEM分析。通过X-CFEG和S-CORR探头像差校正器的强大组合，可以常规实现探头电流超过1000 pA的亚埃STEM成像。

在Spectra 200 S/TEM上拍摄的Si[110] HAADF图像，探针电流范围为0.016 nA至1 nA，同时保持<76 pm STEM分辨率。

此外，通过对喷枪和聚光镜光学器件的精细控制，探头电流可以在<1 pA 到 nA 范围内灵活调整，所有这些都对探头像差的影响最小，因此可以容纳最广泛的样品和实验（参见 Panther STEM 检测部分的 MOF 示例）。

与所有冷场发射源一样，尖锐的尖端需要定期再生（称为闪烁）以保持探头电流。使用 X-CFEG，尖端每个工作日只需闪烁一次，整个过程不到一分钟。即使在最高分辨率的成像条件下，对探头像差也没有可测量的影响，并且每天的针尖闪烁过程对针尖寿命没有影响。

X-CFEG 上的尖端闪烁：在 200 kV 下，在尖端闪烁之前和之后保持 60 pm 的分辨率，无需调整光学元件。该过程不到一分钟，每个工作日只需要一次，并且对吸头的使用寿命没有影响。

新一代 X-CFEG 还产生足够的总束流 （>14 nA），以支持使用大型平行探头进行标准 TEM 成像实验（例如原位），使其成为一种独特的通用且高性能的 C-FEG。

适用于所有加速电压的高分辨率 STEM 成像性能

组合增强了机械稳定性，最新5第订购 S-CORR 探头像差校正和 X-CFEG，使 Spectra 200 （S）TEM 具有针对所有加速电压的高分辨率、高对比度 STEM 成像能力。此外，Spectra 200 （S）TEM 保留了 Themis 产品线的宽间隙 S-TWIN 物镜作为标准配置，以确保客户在不影响空间分辨率的情况下拥有“做更多事情的空间”的极间隙。在下图中，在 200 kV 的宽间隙 S-TWIN Spectra 200 （S）TEM 上显示了 48 pm 的分辨率。

除了易用性之外，Spectra 200 （S）TEM 还包括智能软件算法，可快速、可重复和可靠地校正多达 4 个第对 STEM 探头中的像差进行排序 （Auto S-CORR） 并优化 1圣和 2钕对任何试样进行像差排序 （OptiSTEM+）。因此，Auto S-CORR可以每周使用一次来保持高阶像差，OptiSTEM+可以每天使用来优化图像质量，而无需标准样本或手动调整。

Si [110] 和 GaN [212] 在光谱 200 （S）TEM 上拍摄，在宽间隙分析 S-TWIN 极片（绿色圆圈）上显示指定的分辨率和可实现的分辨率（红色圆圈）。在 60 kV 时，指定分辨率为 96 pm，在 200 kV 时，指定分辨率为 60 pm，可实现分辨率为<48 pm。

Spectra 200 （S）TEM 的 STEM 分辨率规格为 200 kV 时为 60 pm，60 kV 时为 96 pm，30 kV 时为 125 pm。有关规格的完整列表，请参阅 Spectra 200 （S）TEM 数据表。 

Panther STEM检测系统具有前所未有的灵敏度

Spectra 200 （S）TEM 上的 STEM 成像已通过 Panther STEM 检测系统进行了重新设计，该系统包括新的数据采集架构和两个新的固态八段环形和盘式 STEM 探测器（共 16 段）。新的探测器几何形状提供了先进的STEM成像功能，并具有测量单个电子的灵敏度。

Panther STEM 检测系统的 16 个分段环形和圆盘检测器允许一系列 STEM 信号，而无需多个检测器。

整个信号经过优化和调谐，以极低的剂量提供前所未有的信噪比成像能力，以促进对光束敏感材料的成像。此外，完全重新开发的数据采集基础设施可以组合不同的单个探测器段，未来有可能以任意方式组合探测器段，生成新的STEM成像方法并揭示传统STEM技术中不存在的信息。该架构还具有可扩展性，并提供一个接口来同步多个 STEM 和频谱信号。

比较 SrTiO₃ [001] 使用 Panther STEM 检测系统拍摄的 HAADF 图像，探头电流为 3 pA、1.3 pA 和<1 pA。即使探头电流<1 pA，图像中的信噪比也允许像OptiSTEM+这样的自动化程序校正探头形成光学元件中的一阶和二阶像差，从而提供清晰的图像。

金属有机框架 （MOF） MIL-101 在 STEM 中使用 0.5 pA 的束流和 iDPC 成像 在200kV时。图像是单张照片，帧时间为 23.5 秒，以 2 Å 分辨率可以看到复杂的结构。（标本由阿卜杜拉国王科技大学Y. Han教授提供。

先进的 STEM 成像功能

Spectra 200 （S）TEM 可配置电子显微镜像素阵列检测器 （EMPAD） 或具有速度增强功能的 Thermo Scientific Ceta 相机，以收集 4D STEM 数据集。

EMPAD 能够承受 30-300 kV 的电压，并在 128 x 128 像素阵列上提供高动态范围（像素间 1：1,000,000 e）、高信噪比 （1/140 e） 和高速（每秒 1100 帧），这使其成为 4D STEM 应用的最佳探测器。（例如，需要同时分析中心光和衍射光轮细节的应用，如下图所示。--

有关详细信息，请参阅 EMPAD 数据表。 

EMPAD探测器可用于多种应用。在左图中，它用于将空间分辨率 （0.39 Å） 扩展到 2D 材料 MoS 双层中低加速电压 （80 kV） 下的孔径限制分辨率之外2 ( 江， Y. et al. Nature 559， 343–349， 2018）.在右边，它用于独立成像暗场反射，揭示高温合金中沉淀物的复杂微观结构（样品由曼彻斯特大学的 G. Burke 教授提供）。

具有速度增强功能的 Ceta 相机为需要更多像素的 4D STEM 应用以及需要将 EDX 分析与 STEM 扫描中的每个点相结合时提供了替代方案。该解决方案提供更高分辨率的衍射图案（高达 512 x 512 像素分辨率），适用于应变测量等应用。

使用 Spectra 200 S/TEM 进行 STEM 分析的新可能性

Spectra 200 （S）TEM 已配置为强大的 STEM 分析工具。最新一代 X-CFEG 的极高亮度和低能耗 5第订购 S-CORR 探头校正器、具有大立体角和对称 EDS 检测器组合的宽间隙（S-TWIN 或 X-TWIN）极片以及 Thermo Scientific Velox 软件中的内置 EDX 定量引擎，使 Spectra 200 （S）TEM 上的 STEM EDX 快速、简单且可量化。

Thermo Scientific EDX 检测器产品组合提供了多种检测器几何形状选择，以满足您的实验要求并优化 EDX 结果。两种配置都具有对称设计（见下文），可产生可量化的数据。请注意，在两种探测器配置中，通过内置的 Velox 软件功能补偿了作为倾斜函数的支架阴影。

Spectra 200 （S）TEM 可以配置 Super-X（用于光谱清洁度和定量）或 Dual-X（用于最大立体角和高通量 STEM EDX 映射）。

Super-X 探测器系统提供 0.7 Sr 的高度准直立体角和大于 4000 的 Fiori 数。它专为光谱清洁度和定量至关重要的 STEM EDX 实验而设计。

Dual-X 探测器系统提供 1.76 Sr 的立体角和大于 2000 的 Fiori 数。它专为高通量 STEM EDX 实验而设计，例如 EDS 断层扫描或信号产量低且快速映射至关重要的实验。

在下面的示例中，DyScO3钙钛矿系统使用Dual-X探测器进行检查。超高亮度（>>1.0 x 108A/m2X-CFEG 的 /Sr/V*） 和 S-CORR 探针校正器的分辨能力用于将探针输送到 150 pA 电流和<80 pm 的试样。在这些高亮度探头条件下，EDX测绘可以以高采样率和高信噪比快速完成，从而首次在单个元素、原始和未滤波的EDX图中产生亚Å空间信息。Sc 映射的快速傅里叶变换显示高达 90 pm 的分辨率。

DyScO的3使用超高亮度 X-CFEG、S-CORR 和 Dual-X 探测器的大立体角 （1.76 Sr） 的强大组合对标本进行研究，从而获得高信噪比、原子分辨率（高达 90 pm）、未经过滤的 EDX 图（样品由康奈尔大学 L.F. Kourkoutis 教授提供）。

Spectra 200 （S）TEM 上的电子能量损失谱也因超高亮度 （>>1.0 x 108A/m2/Sr/V*） 和 X-CFEG 的固有高能量分辨率 （<0.4 eV） 在 STEM 探头中同时提供。

在下图中，具有窄能量扩散 （0.36 eV） 和高电流 （480 pA） 高空间分辨率 （65 pm） 的探头为收集 STEM 图像中具有高能量分辨率、信噪比和空间分辨率的 Dy、Sc 和 O 磁芯损耗边缘提供了理想的条件。

DyScO的3用 Spectra 200 （S）TEM 研究标本。X-CFEG的超高亮度、源的固有低能量扩散（<0.40 eV）和S-CORR的分辨能力相结合，使用低于70 pm STEM探头的磁芯损耗边缘（样品由康奈尔大学L.F. Kourkoutis教授提供）。

规格