Search Thermo Fisher Scientific
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For scientists to advance their understanding of complex samples and develop innovative materials, they must have access to robust, precise instrumentation capable of correlating form and function, as well as resolving space, time and frequency.
Thermo Fisher Scientific introduces the Thermo Scientific Spectra 300 (S)TEM – the highest resolution, aberration corrected, scanning transmission electron microscope for all materials science applications.
All Spectra 300 (S)TEM's are delivered on new platforms designed to offer an unprecedented level of mechanical stability and highest imaging quality though passive and (optional) active vibration isolation.
The system is housed in a fully redesigned enclosure with a built-in on-screen display for convenient specimen loading and removal. For the first time, full modularity and upgradeability can be offered between uncorrected and single-corrected configurations with variable heights, allowing maximum flexibility for different room configurations.
Spectra 300 (S)TEM: A redesigned base and enclosure deliver the highest imaging quality with integrated passive or active vibration isolation configuration options.
The Spectra 300 (S)TEM can be optionally equipped with either a high-energy-resolution extreme field emission gun (X-FEG)/Mono or an ultra-high-energy resolution X-FEG/UltiMono. The monochromators of both sources are automatically excited and tuned with single-click operation to achieve the highest energy resolution possible on each configuration by using OptiMono or OptiMono+ respectively (see video below).
The X-FEG/Mono can be automatically tuned from 1 eV down to 0.2 eV, while the X-FEG/UltiMono can be automatically tuned from 1 eV down to <30 meV.
Both sources can be operated from 30 – 300 kV to accommodate the widest range of specimens. Both can also be run in standard mode, with the monochromators switched off, to accommodate experiments that require high brightness, including STEM EDS mapping, ultra-high-resolution STEM, or high total current, such as TEM imaging, all with no compromise to the other specifications of the system. This flexibility gives the Spectra 300 (S)TEM the capability to function in settings where a large range of experiments are expected to be performed on one system.
The Spectra 300 (S)TEM can optionally be powered by a new cold field emission gun (X-CFEG). The X-CFEG has extremely high brightness (>>1.0 x 108 A/m2/Sr/V*), low energy spread (<0.4 eV), and can operate from 30 – 300 kV. This provides simultaneously high-resolution STEM imaging with high probe currents for high throughput, fast acquisition STEM analytics in parallel with high-energy resolution. With the powerful combination of X-CFEG and the S-CORR probe aberration corrector, sub-Angstrom (<0.8 Å) STEM-imaging resolution with over 1000 pA of probe current can be routinely achieved.
Further, probe currents can be flexibly tuned from <1 pA up to the nA range with fine control of the gun and condenser optics, all with minimum impact on the probe aberrations, so that the widest range of specimens and experiments can be accommodated.
As with all cold field emission sources, the sharp tip requires a periodic regeneration (called flashing) to maintain the probe current. With the X-CFEG, the tip only requires flashing once per working day, a process takes less than a minute. There is no measurable impact on the probe aberrations even in the highest resolution imaging conditions, and the daily tip flashing process has no impact on the tip lifetime.
Tip flashing on the X-CFEG: 60 pm resolution at 200 kV is maintained before and after tip flashing without adjustment of the optics. The process takes <1 min, is required only once per working day, and has no impact on the lifetime of the tip.
This new generation X-CFEG also produces enough total beam current (>14 nA) to support standard TEM imaging experiments (e.g. in situ) with large parallel probes, making it a uniquely all-purpose, yet high performance, C-FEG.
Adding to the flexible nature of the X-CFEG is the capability to adjust the energy resolution by varying the extraction voltage.
In the example below, the energy resolution was adjusted between 0.39eV, with <500pA of probe current and 0.31eV, with >300pA of probe current. Maintaining high probe currents with high energy resolution allows for detailed analysis of Energy Loss Near Edge Structure (ELNES) analysis without the need for a monochromator on core loss edges. The spatial resolution, as demonstrated in the HAADF image of DyScO3, remains unaffected (in this case <63pA) which means that STEM EELS experiments with simultaneously high spatial resolution, energy resolution and signal to noise ratio can now be performed.
The lifetime of the tip is unaffected by the extraction voltage chosen to perform the experiment.
The combination of enhanced mechanical stability, the latest 5th-order probe aberration correction and the high-resolution (S-TWIN) wide-gap pole piece results in an instrument with the highest commercially-available STEM resolution specifications.
The Spectra 300 (S)TEM, with X-FEG/Mono or X-FEG/UltiMono, offers STEM resolution specifications of 50 pm at 300 kV, 96 pm at 60 kV and 125 pm at 30 kV with 30 pA of probe current or 100 pA with the X-CFEG.
For a full list of specifications, please refer to the Spectra 300 (S)TEM datasheet.
STEM imaging on the Spectra (S)TEM has been reimagined with the Panther STEM detection system, which includes a new data acquisition architecture and two new, solid state, eight-segment ring and disk STEM detectors (16 segments in total). The new detector geometry offers access to advanced STEM imaging capability combined with the sensitivity to measure single electrons.
The entire signal chain is optimized and tuned to provide unprecedented signal-to-noise imaging capability with extremely low doses to facilitate imaging of beam sensitive materials. Additionally, the completely redeveloped data acquisition infrastructure can combine different individual detector segments, with the future possibility of combining detector segments in arbitrary ways, generating new STEM imaging methods and revealing information that is not present in conventional STEM techniques. The architecture is also scalable and provides an interface to synchronize multiple STEM and spectroscopic signals.
The Spectra 300 (S)TEM can be configured with an electron microscope pixel array detector (EMPAD) or a Thermo Scientific Ceta Camera with speed enhancement to collect 4D STEM data sets.
The EMPAD is capable of 30-300 kV and provides a high dynamic range (1:1,000,000 e- between pixels), high signal-to-noise ratio (1/140 e-), and high speed (1100 frames per second) on a 128 x 128 pixel array, which makes it the optimal detector for 4D STEM applications. (E.g. Applications where the details of the central and diffracted beams need to be analyzed simultaneously, as in the following ptychography image.)
More details can be found in the EMPAD datasheet.
The EMPAD detector can be used for a wide variety of applications. On the left, it is used to extend spatial resolution (0.39 Å) beyond the aperture limited resolution at low accelerating voltages (80 kV) in a bi-layer of the 2D material MoS₂ ( Jiang, Y. et al. Nature 559, 343–349, 2018). On the right, it is used to independently image dark field reflections, revealing the complex microstructure of the precipitates in a superalloy (Sample courtesy Professor G. Burke, University of Manchester).
The Ceta Camera with speed enhancement offers an alternative for 4D STEM applications where a greater number of pixels is required and when EDS analysis needs to be combined with each point in the STEM scan. This solution provides higher resolution diffraction patterns (up to 512 x 512 pixel resolution), suited for applications such as strain measurement.
From high-throughput, high signal-to-noise ratio elemental mapping in EDS and EELS to oxidation state and surface phonon probing with ultra-high-resolution EELS, the Spectra 300 (S)TEM offers the spectroscopic flexibility to accommodate the widest range of analytical requirements.
The Spectra 300 (S)TEM can be configured with your choice of three different sources with varying energy resolution (X-FEG Mono, X-FEG UltiMono, and X-CFEG), two different EDS detector geometries (Super-X and Dual-X), and a range of Gatan Continuum spectrometers and energy filters, providing you with the freedom to configure the systems to suit your research needs.
The Thermo Scientific EDS detector portfolio provides a choice of detector geometries to suit your experimental requirements and optimize EDS results. Both configurations have a symmetric design, producing quantifiable data. Note that holder shadowing as a function of tilt is compensated in both detector configurations via built-in Thermo Scientific Velox Software functionality.
The Spectra 300 (S)TEM can be configured with either Super-X (for spectrum cleanliness and quantification) or Dual-X (for the largest solid angle and high-throughput STEM EDS mapping).
The Super-X detector system provides a highly collimated solid angle of 0.7 Sr and a Fiori number greater than 4000. Super-X is designed for STEM EDS experiments, where spectral cleanliness and quantification are critical.
The Dual-X detector system provides a solid angle of 1.76 Sr and a Fiori number greater than 2000. Dual-X is designed for high-throughput STEM EDS experiments, such as EDS tomography, or when signal yield is low and fast mapping is critical.
A DyScO3 perovskite system is examined with the Dual-X detectors below. The ultra-high brightness (>>1.0 x 108 A/m2/Sr/V*) of the X-CFEG and the resolving power of the S-CORR probe corrector are used to deliver a probe to the specimen with 150 pA of current and size <80 pm. With these high brightness probe conditions, EDS mapping can be done rapidly with high sampling and a high signal to noise ratio, resulting in, for the first time, sub-Angstrom spatial information in a single elemental, raw, and unfiltered EDS map. A fast Fourier transform of the Sc map shows up to 90 pm resolution. Additionally, the built-in EDS quantification engine in the Velox Software makes STEM EDS on Spectra 300 (S)TEM fast, easy and quantifiable.
When the Spectra 300 (S)TEM is equipped with an X-FEG Mono it is optimized for high-throughput EELS elemental mapping and for probing the fine structure of core-loss edges, extracting sensitive chemical information. The energy resolution of an X-FEG Mono can be tuned between <0.2 eV and 1 eV.
Localized positions of plasmon excitations along a gold nanowire as a function of their excitation energy (between 0.18 – 1.2 eV), investigated with an electron probe of <0.2 eV energy resolution.
A Spectra 300 configured with an X-FEG UltiMono provides the highest possible energy resolution. This configuration is capable of tuning the energy resolution between <0.025 eV and 1 eV.
The Spectra 300 (S)TEM accepts a wide range of holders for in situ experiments with its all-in-one S-TWIN wide-gap pole piece. The Thermo Scientific NanoEx holder family can be seamlessly integrated with the microscope, enabling MEMS device-based heating for atomic imaging at elevated temperatures. Below, gold nanoparticles are heated to 700 degrees Celsius and the resulting motion is captured simultaneously with full frame 4k by 4k pixel resolution at a rate greater than 30 frames per second on a Thermo Scientific Ceta Camera with speed enhancement. The result is high spatial and temporal resolution of highly dynamic molecular behavior.
On the left is a high frame rate movie of gold nano-islands at high temperature, collected on a Ceta Camera with speed enhancement. On the right, the 4k x 4k sensor allows digital zoom while maintaining high resolution in the field of interest.
Image corrector |
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Probe corrector |
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Uncorrected |
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X-FEG/monochromator double corrected (probe+image corrector |
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X-CFEG double-corrected (probe+image correction) |
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Source |
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Spectra 300 (S)TEM: A redesigned base and enclosure deliver the highest imaging quality though passive and (optional) active vibration isolation.
Register below and watch this on-demand webinar to learn how to best optimize the Thermo Scientific Spectra (S)TEM, with its ultra-high-brightness cold-FEG source (X-CFEG), for EELS data collection, especially in the case of a very large collection angle and/or short camera length, where the optics quality becomes very important.
Thermo Fisher Scientific introduces the Spectra 300 (S)TEM – the highest-resolution, aberration-corrected, scanning transmission electron microscope for all materials science applications.
Register below to watch our recorded webinar and learn more about the Spectra 300 (S)TEM; with its wide-gap pole piece and an accelerating voltage range of 30–300 kV, it serves as the tool of choice for the widest range of materials investigations.
Spectra 300 (S)TEM: A redesigned base and enclosure deliver the highest imaging quality though passive and (optional) active vibration isolation.
Register below and watch this on-demand webinar to learn how to best optimize the Thermo Scientific Spectra (S)TEM, with its ultra-high-brightness cold-FEG source (X-CFEG), for EELS data collection, especially in the case of a very large collection angle and/or short camera length, where the optics quality becomes very important.
Thermo Fisher Scientific introduces the Spectra 300 (S)TEM – the highest-resolution, aberration-corrected, scanning transmission electron microscope for all materials science applications.
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A indústria moderna exige alta produtividade com qualidade superior, um equilíbrio mantido por meio de um controle de processo robusto. As ferramentas SEM e TEM com software de automação dedicado proporcionam informações rápidas e em várias escalas para monitoramento e aprimoramento de processos.
O controle de qualidade e a garantia de qualidade são essenciais na indústria moderna. Oferecemos uma gama de ferramentas de microscopia eletrônica e espectroscopia para análises multidimensionais e multimodais de defeitos, permitindo que você tome decisões confiáveis e informadas para controle e melhoria de processos.
Novos materiais são investigados em escalas cada vez menores para o máximo controle de suas propriedades físicas e químicas. A microscopia eletrônica fornece aos pesquisadores percepções importantes sobre uma ampla variedade de características materiais em escala micro a nano.
Microscopia eletrônica avançada, feixe de íon focalizado e técnicas analíticas associadas para identificar soluções viáveis e métodos de desenho para a fabricação de dispositivos semicondutores de alto desempenho.
Estruturas de dispositivos semicondutores cada vez mais complexas resultam em mais locais onde defeitos que induzem falhas podem se ocultar. Nossos fluxos de trabalho de última geração o ajudam a localizar e caracterizar problemas elétricos sutis que afetam o rendimento, o desempenho e a confiabilidade.
A demanda contínua dos consumidores impulsiona a criação de dispositivos eletrônicos menores, mais rápidos e mais baratos. Sua produção depende de instrumentos e fluxos de trabalho de alta produtividade que fazem imagens, analisam e caracterizam uma ampla gama de semicondutores e dispositivos de exibição.
A espectroscopia por energia dispersiva (EDS) coleta informações elementares detalhadas juntamente com imagens de microscopia eletrônica, fornecendo contexto de composição crítico para observações EM. Com a EDS, a composição química pode ser determinada a partir de varreduras de superfície rápidas e holísticas que chegam até a átomos individuais.
A pesquisa de materiais modernos depende cada vez mais da análise nanométrica em três dimensões. A caracterização 3D, incluindo dados de composição para contexto químico e estrutural completos, é possível com a EM 3D e a espectroscopia de raios X por energia dispersiva.
A EDS de resolução atômica fornece um contexto químico sem igual para análise de materiais, diferenciando a identidade elementar de átomos individuais. Quando combinado com a TEM de alta resolução, é possível observar a organização precisa dos átomos em uma amostra.
A EDS proporciona informações de composição vitais para observações em microscópio eletrônico. Principalmente, nossos exclusivos sistemas detectores Super-X e Dual-X adicionam opções para maior produtividade e/ou sensibilidade, permitindo otimizar a aquisição de dados para atender às prioridades de pesquisa.
A pesquisa da ciência de materiais se beneficia da EELS de alta resolução para uma ampla variedade de aplicações analíticas. Isso inclui mapeamento elementar de alto rendimento, alta taxa de sinal e ruído e sondagem de estados de oxidação e fótons de superfície.
A observação direta e em tempo real de alterações microestruturais com a microscopia eletrônica é necessária para entender os princípios subjacentes de processos dinâmicos, como recristalização, crescimento de grãos e transformação de fases durante o aquecimento, o resfriamento e a umidificação.
A análise de partículas tem uma função vital na pesquisa de nanomateriais e no controle de qualidade. A resolução nanométrica e a formação de imagens excelentes da microscopia eletrônica podem ser combinadas com software especializado proporcionando uma rápida caracterização de pós e partículas.
Os materiais novos precisam ser analisados em resolução cada vez maior, mantendo o contexto maior da amostra. A análise em várias escalas permite correlacionar várias ferramentas e modalidades de geração de imagens, como a microTC de raios X, DualBeam, laser PFIB, SEM e TEM.
Os microscópios eletrônicos de transmissão da Thermo Fisher Scientific oferecem imagens de alta resolução e análise de dispositivos semicondutores, permitindo que os fabricantes calibrem conjuntos de ferramentas, diagnostiquem mecanismos de falha e otimizem o rendimento geral do processo.
O fluxo de trabalho de nanopartículas automatizado (APW) consiste em um fluxo de trabalho de microscópio eletrônico de transmissão para análise de nanopartículas, oferecendo imagens de grande área e alta resolução e aquisição de dados nanométricos em um processamento dinâmico.
A espectroscopia por energia dispersiva (EDS) coleta informações elementares detalhadas juntamente com imagens de microscopia eletrônica, fornecendo contexto de composição crítico para observações EM. Com a EDS, a composição química pode ser determinada a partir de varreduras de superfície rápidas e holísticas que chegam até a átomos individuais.
A pesquisa de materiais modernos depende cada vez mais da análise nanométrica em três dimensões. A caracterização 3D, incluindo dados de composição para contexto químico e estrutural completos, é possível com a EM 3D e a espectroscopia de raios X por energia dispersiva.
A EDS de resolução atômica fornece um contexto químico sem igual para análise de materiais, diferenciando a identidade elementar de átomos individuais. Quando combinado com a TEM de alta resolução, é possível observar a organização precisa dos átomos em uma amostra.
A EDS proporciona informações de composição vitais para observações em microscópio eletrônico. Principalmente, nossos exclusivos sistemas detectores Super-X e Dual-X adicionam opções para maior produtividade e/ou sensibilidade, permitindo otimizar a aquisição de dados para atender às prioridades de pesquisa.
A pesquisa da ciência de materiais se beneficia da EELS de alta resolução para uma ampla variedade de aplicações analíticas. Isso inclui mapeamento elementar de alto rendimento, alta taxa de sinal e ruído e sondagem de estados de oxidação e fótons de superfície.
A observação direta e em tempo real de alterações microestruturais com a microscopia eletrônica é necessária para entender os princípios subjacentes de processos dinâmicos, como recristalização, crescimento de grãos e transformação de fases durante o aquecimento, o resfriamento e a umidificação.
A análise de partículas tem uma função vital na pesquisa de nanomateriais e no controle de qualidade. A resolução nanométrica e a formação de imagens excelentes da microscopia eletrônica podem ser combinadas com software especializado proporcionando uma rápida caracterização de pós e partículas.
Os materiais novos precisam ser analisados em resolução cada vez maior, mantendo o contexto maior da amostra. A análise em várias escalas permite correlacionar várias ferramentas e modalidades de geração de imagens, como a microTC de raios X, DualBeam, laser PFIB, SEM e TEM.
Os microscópios eletrônicos de transmissão da Thermo Fisher Scientific oferecem imagens de alta resolução e análise de dispositivos semicondutores, permitindo que os fabricantes calibrem conjuntos de ferramentas, diagnostiquem mecanismos de falha e otimizem o rendimento geral do processo.
O fluxo de trabalho de nanopartículas automatizado (APW) consiste em um fluxo de trabalho de microscópio eletrônico de transmissão para análise de nanopartículas, oferecendo imagens de grande área e alta resolução e aquisição de dados nanométricos em um processamento dinâmico.
Para garantir o desempenho ideal do sistema, fornecemos acesso a uma rede de especialistas em serviços de campo, suporte técnico e peças de reposição certificadas.