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STEM-EDS, -EELSによる原子スケールでの元素マッピング

シミュレーションを行わず直感的に原子配列情報を得ることが出来ます

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概要

球面収差補正STEM(走査型透過電子顕微鏡)で観察するとともに、EDS分析*1とEELS分析*2を適切に使い分けることにより、種々デバイス/材料の局所構造を原子オーダーで分析します。収束電子回折(CBED)などの手法とは異なり、シミュレーションを行わなくても原子配列の情報を直接的に得ることができます。
語句の説明
※1 EDS分析 エネルギー分散型X線分光法
※2 EELS分析 電子エネルギー損失分光法。EDS分析、EELS分析いずれも極微小部の元素を識別する手法

測定例

原子種を直接識別することで、結晶の極性や双晶界面などの情報を得ることが出来ます。
チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)およびヒ化インジウム(InAs)といった原子間距離も広く信号強度も強い2つ材料の測定例をご紹介します。

測定例1

チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)の原子カラムを球面収差補正STEM像により観察しました。
STEM-EDS分析
左: Ti 、 中央: Sr 、 右: 重ね合わせ像(Ti,Sr)
STEM-EELS分析
左: Ti、 中央: Sr、 右: 重ね合わせ像(Ti,Sr)

測定例2

ヒ化インジウム(InAs)の原子カラムを球面収差補正STEM像により観察しました。
STEM-EDS分析
左: In、 中央: As、 右: 重ね合わせ像(In、As)
元素の情報を直接観察することが出来ます。またシミュレーションを行うことなく、原子配列の直感的な解釈が可能です。
他、III-V化合物半導体のSTEM-EDS分析を行い、原子レベルでの異常部の組成変化を解析しています。

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