EDS-STEM, EELS-STEMによる原子スケールでの元素マッピング

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。

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)やヒ化インジウム(InAs)といった、原子間距離が広く、信号強度も強い材料の測定例を２つご紹介します。

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。

HAADF-STEM分析とABF-STEM分析

HAADF-STEM分析とABF-STEM分析により原子位置がコントラストで得られます。さらにEDSとEELS分析を行うことで原子配列の情報を以下のように直接的に得ることができます。

EDS-STEM分析

EELS-STEM分析

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。

EDS-STEM分析

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。

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