蔡司掃描電鏡EVO18是一臺能分辨應用的掃描電子顯微鏡。系統采用多接口的樣品室和物鏡設計，提供真空成像功能，可對各種材料表面作分析。樣品臺為五軸控制。標準的無油渦輪分子泵滿足快速的樣品更換和成像分析。

 

電子光學前身為LEO品牌，更早則是Cambridge和ZEISS。1965年推出“商業化“掃描電鏡；1985年才推出數字化掃描電鏡。其電子光學產品包括鎢燈絲掃描電鏡、場發射掃描電鏡、同步雙束顯微鏡(FIB and SEM)、透射電子顯微鏡等。

 

1.束流穩定，與電子探針相似

蔡司的掃描電鏡它安裝在掃描電鏡的鏡筒內，由氣動控制其進出，用以直接測量電子束流。鏡筒內還含有閉環反s控制系統，以便對電子束流進行精細控制。其電子束流的穩定度優于0.2%/h，接近電子探針的水平。此外，束流穩定，能進行能譜分析，特別是波譜儀的分析工作(如果將來購買的話)。

 

2.Optibeam透鏡：-----五種觀察模式的電子光學系統

其掃描電鏡具有電子光學系統，在電子束對中、消像散、調焦等方面特色。蔡司掃描電鏡的每個鏡筒均獨立供電所以可提供五種觀察模式：分辨率模式、大景深模式、廣角模式、分析模式，魚眼模式。分辨率模式有利于高分辨率圖像的觀察；大景深模式有利于非常粗糙樣品和 斜面樣品的觀察；ZEISS束流很大可以到5uA,所以景深度高。廣角模式使得觀察的范圍很大，放大倍數僅為五倍；而分析模式用于能譜波譜分析。魚眼模式可同時觀察樣品座的全貌。

 

大景深模式

 

3．設計優化無需復雜附件

ZEISS EVO系列已經不需要冷卻系統，冷卻系統的需求與E-beam的使用率有關,如果利用率低耗散會較大需要冷卻,Zeiss對電子束利用率很高耗散很少4以不需要冷卻.而且本身電子束耗散大的話對Column也是一種損耗,會影響儀器壽命.所以Zeiss可以減少這些對儀器的不必要的損耗.所以也不需要空壓機等附件，使用方便。其他廠家都需要空壓機與冷卻系統。

 

4．低真空技術

低真空二次電子探頭解決了不導電樣品在不做導電處理的情況下在低真空環境下的二次電子像問題。目前在低真空環境下普遍使用背散射電子探頭來獲取圖像，但是背散射電子信號并不能很真實的反映樣品表面的形貌信息，所以能夠直接用二次電子信號成像是低真空二次電子探頭在反映樣4表面形貌信息時優勢。ZEISS具備低真空技術。ZEISS的低真空技術可以做到400Pa,超低真空（環掃）可達3000 Pa，對一般的非導體比如陶瓷,塑料,頭發等可以直接觀察,而且可以對含有水分的生物樣品比如豬腦, 細胞, 植物, 微生物也可以直接觀察, 但FEI,日本電子和日立的低真空只是到270Pa,對含有水分等動植物樣品都不可以直接做。

 

5.BeamSleeve技術

Zeiss Beamsleeve（電子束套管）的設,（如下圖）縮小了電子束與樣品的氣體路徑長度（可低到1mm），將電子束與樣品室內的荷電補償氣體隔離開來，使得在低加速電壓時，電子槍的虛擬電子源在光軸上的移動距離小，避免低電壓下電子束斑在樣品表面上的大范圍離焦，保證在低電壓和低真空條件下提供高分辨率的銳利圖像，同時電子束能量沒有缺失和擴散確保能譜分析的準確。Beamsleeve（電子束套管）還起到了隔斷樣品室的低真空與Column的高真空保護了Column不受污染,所以ZEISS的EVO系列幾乎不需要去清洗Column，同時因為其儀器的設計aperture（光闌）很難堵也是十幾年都不需要更換（至今ZEISS大陸的鎢燈絲的用戶還沒有更換過aperture（光闌）的歷史）。

 

6.  X射線分析工作距離：

ZEISS的電鏡能譜儀的分析工作距離可以低到8.5mm 一般能譜儀的分辨率都是用專門的樣品吸附在能譜儀的探頭上(如下圖左側探頭)測的,實際使用樣品與能譜儀的探頭具有長工作距離,所以實際使用是達不到標準的分辨率, 而ZEISS的做工可以使能譜儀低到8.5m，所以能譜儀可以達到高分辨率. 另一方面因為一般SE的成像如果上千倍工作距離是5-9mm,而8.5也在5-9mm之間所以客戶可以一邊做SE的成像一邊做EDS元素分析,使用非常方便.而其他家的能譜分析距離都是10mm,12mm, 所以在做完SE成像一定要調整樣品臺等, 而且需要重新聚焦等工作, 而ZEISS不需要調來調去,直接SE拍完直接用能譜電腦進行分析,使用非常方便.

 

7.  EBSD的幾何共面：

在EVO儀器中，鏡筒的電子光學光軸，EBSD攝像機，EDS探測器和試樣的傾斜方向均處于同一平面。這種幾何上的共面設計適合于EBSD研究，還可同時進行能譜分析。而其他廠家的背散射衍射和能譜只能分開做。

 

8.  制造工藝

ZEISS的電鏡做工方面非常好，比如其樣品室是近似于橢圓形的是因為其是由整個物體掏空做成的，所以其抗磁，防震，抗躁聲的效果比較好。所以其儀器性能可以做的比較好. 整臺設備的電器部分只有四塊電路板組成，故障率低，方便維護。

 

9. 超大樣品室和樣品臺

樣品臺的尺寸是決定其檔次和價格的重要因素。蔡司掃描電鏡的樣品室超大，采用氣囊式減震系統， 接口升級空間大，數量達11個，為以后安裝各種附件提供了方便。樣品臺移動范圍大，X，Y，Z分別為125mm,125mm,50mm。便于多樣品觀察，同時 升級為用于原位觀察的高溫熱臺電鏡。

 

10、數碼控制裝置

蔡司的馬達樣品臺由于配備數碼控制裝置，在X、Y和Z，R,T五軸方向是的馬達臺，移動精度為90納米。而其定位精度即可達到2微米。當結合能譜儀在大范圍內進行特征物的 索并判定特征時，需要精細的遠程回位，此能非常有用。 

 

11.創新的控制理念：

蔡司的多功能控制鍵盤將電鏡復雜的操作全部集成到一個多功能鍵盤上，可實現電鏡功能的全部調節，大大提高工作效率。

 

蔡司掃描電鏡EVO18主要參數：

 

光學系統

1.1、光源：鎢燈絲。預對中式燈絲，燈絲具有自動加熱、自動對中功能。

1.2、聚焦：具有手動及自動聚焦功能。

1.3d光闌：三級可調物鏡光闌。

1.3、加速電壓：200V－30kV，10V步進連續可調。

1.4、圖像電平移：±50µm。

1.5、放大倍數：5×~1000,000×，連續可調。

1.6、分辨率：高真空二次電子像＜3.0nm（30kV）；

        低真空背散射電子像＜4.0nm（30kV）。

1.7、探針電流范圍：0.5 pA~5 μA，連續可調。

1.8、聚焦工作距離：2mm~145mm。

1.9、電子束氣體路徑長n：＜2mm。

2、真空系統

2.1、真空泵系統：渦輪分子泵+機械泵，不需要冷卻水。

2.2、真空度：真空度：優于0.1mPa；

低真空壓力范圍：10Pa~400Pa。

2.3、在低真空條件下，保持8.5的工作距離，并且可以做能譜分析。

3、樣品系統

3.1、樣品室內部尺寸：φ365mm×275mm。

3.2  可放置的樣品尺寸：直徑250mm，高度145mm

3.3   允許樣品重量：不小于5kg。

3.4、樣品臺移動方式：五軸馬達驅動。

3.5、樣品臺移動范圍：X 125mm, Y 125mm, Z 50mm,0°~+90°傾斜，360°旋轉 。

3.6、樣品臺移動精度：重復性<2 µm；步長90nm；漂移<40nm/6min?/div>