Focused ion beam scanning electron microscopy

The Thermo Scientific Scios 2 DualBeam is an ultra-high-resolution analytical focused ion beam scanning electron microscopy (FIB-SEM) system that provides outstanding sample preparation and 3D characterization performance for a wide range of samples, including magnetic and non-conductive materials. With innovative features designed to increase throughput, precision, and ease of use, the Scios 2 DualBeam is an ideal solution to meet the needs of scientists and engineers in advanced research and analysis across academic, governmental, and industrial research environments.

Subsurface characterization

Subsurface or three-dimensional characterization is often required to better understand the structure and properties of a sample. The Scios 2 DualBeam, with optional Thermo Scientific Auto Slice & View 4 (AS&V4) Software, allows for high-quality, fully automated acquisition of multi-modal 3D datasets, including backscattered electron (BSE) imaging for maximum materials contrast, energy-dispersive spectroscopy (EDS) for compositional information, and electron backscatter diffraction (EBSD) for microstructural and crystallographic information. Combined with Thermo Scientific Avizo Software, the Scios 2 DualBeam delivers a unique workflow solution for high-resolution, advanced 3D characterization and analysis at the nanometer scale.

Backscattered electron and secondary electron imaging

The innovative NICol electron column provides the foundation of the system’s high-resolution imaging and detection capabilities. It offers excellent nanoscale details, with a wide range of working conditions, whether operating at 30 keV in STEM mode (to access structural information) or at lower energies (to obtain charge-free, detailed surface information). With its unique in-lens Thermo Scientific Trinity Detection System, the Scios 2 DualBeam is designed for simultaneous acquisition of angular and energy-selective secondary electron (SE) and BSE imaging. Fast access to detailed nanoscale information is possible not only top-down, but also on tilted specimens or cross-sections. Optional below-the-lens detectors and an electron-beam-deceleration mode ensure fast and easy simultaneous collection of all signals, revealing the smallest features in a material surface or cross-section. Fast, accurate, and reproducible results are obtained thanks to the unique NICol column design with full auto alignments.

TEM sample preparation

Scientists and engineers constantly face new challenges that require highly localized characterization of increasingly complex samples with ever smaller features. The latest technological innovations of the Scios 2 DualBeam, in combination with the optional, easy-to-use, comprehensive Thermo Scientific AutoTEM 4 Software and Thermo Fisher Scientific’s application expertise, allow for fast and easy preparation of site-specific high-resolution S/TEM samples for a wide range of materials. In order to achieve high-quality results, final polishing with low-energy ions is required to minimize surface damage on the sample. The Thermo Scientific Sidewinder HT Focused Ion Beam (FIB) column not only delivers high-resolution imaging and milling at high voltages but also offers good low-voltage performance, enabling the creation of high-quality TEM lamella.

DualBeam Microscopes

Scios 2 DualBeam

Focused ion beam scanning electron microscope for ultra-high resolution, high-quality sample preparation and 3D characterization.



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Key Features

Fast and easy preparation

High-quality, site-specific, TEM and atom probe samples using the Sidewinder HT ion column.

Ultra-high resolution imaging

Using the Thermo Scientific NICol Electron Column with best-in-class performance on the widest range of samples, including magnetic and nonconductive materials.

The most complete sample information

With sharp, refined, and charge-free contrast obtained from a variety of integrated in-column and below-the-lens detectors.

High-quality, multi-modal subsurface and 3D information

Access the high-quality, multi-modal subsurface and 3D information with precise targeting of the region of interest using optional AS&V4 Software.

Precise sample navigation

Tailored to individual application needs thanks to the high flexibility 110 mm stage and in-chamber Thermo Scientific Nav-Cam Camera.

Artifact-free imaging and patterning

With dedicated modes such as DCFI, drift suppression and Thermo Scientific SmartScan Modes.

Optimize your solution

Meet specific application requirements thanks to flexible DualBeam configuration, including optional low-vacuum mode with up to 500 Pa chamber pressure.


Specifications

Hoja de estilo para las especificaciones de la tabla de productos
Electron beam resolution
  • Optimum WD
    • 0.7 nm at 30 keV STEM
    • 1.4 nm at 1 keV
    • 1.2 nm at 1 keV with beam deceleration
Electron beam parameter space
  • Beam current range: 1 pA to 400 nA
  • Landing energy range: 20* eV – 30 keV
  • Accelerating voltage range: 200 V – 30 kV
  • Maximum horizontal field width: 3.0 mm at 7 mm WD and 7.0 mm at 60 mm WD
  • Extra wide field of view (1×) available through standard navigation montage
Ion optics
  • Acceleration voltage: 500 V – 30 kV
  • Beam current range: 1.5 pA – 65 nA
  • 15-position aperture strip
  • Drift suppression mode as standard for non-conductive samples
  • Minimum source lifetime: 1,000 hours
  • Ion beam resolution: 3.0 nm at 30kV using selective edge method
Detectors
  • Trinity Detection System (in-lens and in-column)
    • T1 segmented lower in-lens detector
    • T2 upper in-lens detector
    • T3 retractable in-column detector (Optional)
    • Up to four simultaneously detected signals
  • Everhart-Thornley SE Detector (ETD)
  • High-performance ion conversion and electron (ICE) detector for secondary ions (SI) and electrons (SE) (Optional)
  • Retractable low-voltage, high-contrast, segmented solid-state backscatter electron detector (DBS) (Optional)
  • Retractable STEM 3+ detector with BF/ DF/ HAADF segments (Optional)
  • IR camera for viewing sample and chamber
  • In-chamber Nav-Cam sample navigation camera (Optional)
  • Integrated beam current measurement
Stage and sample

Flexible 5-axis motorized stage:

  • XY range: 110 mm
  • Z range: 65 mm
  • Rotation: 360° (endless)
  • Tilt range: -15° to +90°
  • XY repeatability: 3 μm
  • Max sample height: Clearance 85 mm to eucentric point
  • Max sample weight at 0° tilt: 5 kg (including sample holder)
  • Max sample size: 110 mm with full rotation (larger sample possible with limited rotation)
  • Compucentric rotation and tilt

* Available as an option, configuration dependent


Resources

Introducing the Thermo Scientific Scios 2 FIB-SEM. Learn how this ultra-high resolution analytical system provides outstanding sample preparation and 3D characterization performance for the widest range of samples, including magnetic and nonconductive materials.

Webinar: Advanced DualBeam automation for every need

Register for our exclusive webinar to learn how easy it has become to automate daily routine tasks on your DualBeam instrument using our Python-based AutoScript 4 API. Automation can also increase throughput, reproducibility and ease of use, quicken time to data and boost efficiency.

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El desarrollo de materiales suele requerir caracterización en 3D en varias escalas. Los instrumentos DualBeam permiten el corte en secciones en serie de grandes volúmenes y la posterior adquisición de imágenes SEM a escala de nanómetro, las cuales se pueden procesar en reconstrucciones 3D de la muestra de alta calidad.

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Preparación de muestras de APT

La tomografía de sonda atómica (APT) proporciona un análisis de composición de materiales en 3D con resolución atómica. La microscopía Focused ion beam (FIB) es una técnica esencial para la preparación de muestras de alta calidad, orientación y sitio específico para la caracterización de APT.

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Corte transversal

El corte transversal proporciona una visión adicional, ya que descubre información de la subsuperficie. Los instrumentos DualBeam tienen columnas FIB para poder realizar el corte transversal con alta calidad. Con la automatización, se puede realizar el procesamiento de muestras de alto rendimiento sin supervisión.

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Experimentación in situ

La observación directa y en tiempo real de los cambios microestructurales con microscopía electrónica es necesaria para comprender los principios subyacentes de los procesos dinámicos como la recristalización, el crecimiento del grano y la transformación de fases durante el calentamiento, refrigeración y humectación.

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Análisis de escala múltiple

Los novedosos materiales se deben analizar a una resolución cada vez mayor, manteniendo el contexto más amplio de la muestra. El análisis de escala múltiple permite la correlación de varias herramientas y modalidades de obtención de imágenes, tales como microTC de rayos X, DualBeam, PFIB láser, SEM y TEM.

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Preparación de muestras de dispositivos semiconductores

Los sistemas DualBeam de Thermo Scientific proporcionan una preparación precisa de las muestras de TEM para el análisis a escala atómica de dispositivos semiconductores. La automatización y las tecnologías de aprendizaje automático avanzado producen muestras de alta calidad, en la ubicación correcta y con un bajo costo por muestra.

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