測定

試料挿入まで

// graphviz での作成の流れ

digraph G1 {

    graph [size="5,3"];
    node [shape=box] a b c d e f g ;
    node [shape=circle]  x y;
        a [label="電子銃のモードを変更"];
        b [label="右側PCのモニタをON"];
        c [label="CCDカメラの冷却"];
        d [label="ACDタンクに液体窒素を補給"];
        e [label="サンプルホルダーの真空引き"];
        f [label="Gatan DigitalMicrography起動"];
        g [label="サンプルホルダーを取り出す"];
        x [label=""];
        y [label=""];

        a->b [label="160kVから200kVまで約13分"];
        b->c;
        c->d [label=" -25℃まで約15分"];
        d->x;
        y->e;
        e->f [label="200kVまで加速するのを待つ"];
        f->g [label="ピーピー音がするまで待つ"];

}

図 5 試料挿入までの流れ

../_images/Picture11.png

図 6 電子銃(FEG)のモード変更

FEG Stand By Mode

Stand By から Normal にする

右側PCのモニタを ON にする

写真を追加する。

../_images/Picture21.png

図 7 CCDカメラの冷却

CCDカメラ ON にして cooling状態 にする

  1. CCDカメラ ON
  2. cooling状態
../_images/Picture31.png

図 8 ACDタンクに液体窒素を補給

../_images/Picture4.png

図 9 サンプルホルダーの真空引きをする

通常、サンプルホルダーは

真空引きをしてあるものを使用する。

../_images/Picture5.png

図 10 Gatan DigitalMicrography 起動

倍率を変えてみて、アプリと装置の

接続ができているかを確認する。

警告

Gatan DigitalMicrography 起動の際の注意点 (図:10)

右側操作盤の倍率 MAG つまみを変化させてモニタの MAG も同様に変わるかを確認。

変わらなければ、アプリを再起動する。

../_images/Picture6.png

図 11 サンプルホルダーを取り出す

 

試料挿入

試料挿入の手順に関しては、 動画(試料挿入の流れ)を参照ながら以下の手順にしたがって行う。

試料挿入の流れ(ビデオダウンロード)

// graphviz での作成の流れ

digraph G1 {

    graph [size="5,2"];
    node [shape=box] a b c ;
        a [label="試料ホルダーへのgridの固定"];
        b [label="試料ホルダーの挿入"];
        c [label="真空度の確認"];

        a->b ;
        b->c [label="試料挿入は2段階ステップ"];
}

図 12 試料挿入の流れ

../_images/Picture7.png

図 13 試料ホルダーへのgridの固定

試料ホルダーの先端のマイナスネジ(2カ所)を緩めて、

グリッドを設置する。グリッド設置後、

マイナスネジを軽く締める。

../_images/Picture8.png

図 14 試料ステージの挿入

電顕に試料ホルダーを1段階目まで挿入する。

つぎにノズルを上げて真空引きをする。

その後、ランプが緑色になる

(又は PEG4/Specimenの値が30μAになる

まで数分程度待つ。

最後に、試料ホルダーを奥まで挿入する。

警告

マイナスネジが痛んできているので 強く締めすぎない 。 試料ホルダーを軽く振ってグリッドが落ちない程度で十分。)

../_images/Picture9.png

図 15 真空度の確認

配電盤にあるゲージの 真空度が4.0 x 10–5 Pa以下 であることを確認したのち、

左パネルの [BEAM] を押してGUNバルブを開く。

 

警告

GUNバルブを開く前に必ずカラムの真空度を確認する。

真空度が不十分のままバルブを開くと、電顕が強制停止する。

顕微鏡の調整

電子顕微鏡を用いて、試料を観察するにあたり観察条件の調整を行う。

調整すべき項目として、以下の4つの調整を行う。

  • 電子線
  • 集束レンズ
  • Gatan DigitalMicrography の条件
  • 対物レンズ

調整の際の実際の手順については、以下の動画を参照して行う。

顕微鏡の調整の流れ(ビデオダウンロード)

電子線の調整

まず、電子線の調整を行う。

電子顕微鏡を調整する際、対象となる観察部位を特定した後にその他の調整を行う。

// graphviz での作成の流れ

digraph G1 {

    graph [size="5,3"];
    node [shape=box] a b c ;
        a [label="対象物の探索"];
        b [label="電子ビームの収束"];
        c [label="電子ビームの中心位置合わせ"];



        a->b ;
        b->c ;

}

図 16 電子ビームの調整

../_images/Picture10.png

図 17 右操作パネル

  1. まず、適当な対象物を試料から探す。

右操作パネル MAG1 から lowMAG に変えて

試料が濃すぎず、薄過ぎない部分を探す。

(倍率を変えて見たいものを探す。)

../_images/Picture111.png

図 18 左操作パネル

2.電子ビームを収束させる。

左側パネルの BRIGHTNESSつまみ を回して

電子線を収束させる(1cmくらいの大きさにする。)

時計周りを原則使用

../_images/Picture12.png

図 19 3.電子線を蛍光板の中心に合わせる。

左右のパネルの SIFTつまみ を回して、

電子線が蛍光板の中心にくるように

集束レンズの調整

// graphviz での作成の流れ

digraph G1 {

    graph [size="5,3"];
    node [shape=box] a b c d e  ;
        a [label="集束レンズ絞りの挿入"];
        b [label="スポットサイズの調整"];
        c [label="集束レンズ絞り調整"];
        d [label="次へ"];
        e [label="検鏡操作"];
    node [shape=circle]  x y ;
        x [label=""];
        y [label=""];
    node [shape=diamond] q ;
        q [label="ビームの中心位置、広がり方"]


        a->b ;
        b->c ;
        c->x ;
        y->q ;
        q->d [label="OK"];
        q->e [label="bad"];

}

図 20 集束レンズの調整

../_images/Picture13.png

図 21 4.使用する集束レンズ絞りを挿入する。

黒穴に対応するのが現在の絞り。

基本的には、最大径を使用する。

非使用時は 赤丸 である。

../_images/Picture111.png

図 22 5.スポットサイズの調製

BRIGHTNESS つまみを回して

スポットサイズを調製する。

../_images/fig3.png

図 23 6.集束レンズ絞りの調整

1.2のつまみで電子線が蛍光板と

同心円状に広がるように調整を行う

../_images/fig4.png

図 24 7.ビームの中心位置、広がり方

こんな感じに広がればOK

ずれていれば検鏡操作へ

より詳細な検鏡操作をいれるべきか?

問題なければCCDカメラの条件の調整を行う。

警告

非点補正は必ず行う。その他の検鏡操作を行うタイミング等については検討する必要がある。

CCDカメラの条件の調整

測定条件の設定を行う。

// graphviz での作成の流れ

digraph G1 {

    graph [size="4,2"];
    node [shape=box] a b ;
        a [label="測定条件の設定"];
        b [label="FFT画面の立ち上げ"];


        a->b ;

}

図 25 CCDカメラの条件の調整

../_images/fig5.png

図 26 Gatan DigitalMicrography の測定条件の設定を行う

../_images/fig6.png

図 27 FFT画面を立ち上げる

start viewを押してから

Process ‣ Live ‣FFT で表示される。

対物レンズの調整

// graphviz での作成の流れ

digraph G1 {

    graph [size="5,2"];
    node [shape=box] a b c d ;
        a [label="観察準備"];
        b [label="焦点の粗調整"];
        c [label="非点補正"];
        d [label="焦点の微調整"];



        a->b ;
        b->c ;
        c->d ;

}

図 28 対物レンズの調整

表 1 観察準備
../_images/fig001.png

図 29 電子ビームを広げる

MAG を調整して倍率を 40K くらいにして、

BRIGHTNESS で電子線の大きさを広げる

../_images/fig002.png

図 30 蛍光板を上げる

[F1] 又は [F6] を押して蛍光板を上げる。

警告

電子線が収束された状態で蛍光板を上げると、CCDカメラが強力な電子線にさらされ、故障する。

../_images/fig005.png

図 31 観察位置に移動する

ホイールを回して観察位置に移動する

[CRS] を押すと移動が早くなる)。

表 2 焦点の粗調整
../_images/fig006.png

図 32 standard focus を押して、FOCUSを合わせる

standard focus を押してLiveFFT画面を見ながら

右パネルの Z ボタンを押して、

FOCUSが大体合うところを探す。( Z=60 付近)

また、これ以降は、 OBJ FOCUS を用いて調整を行う。

../_images/fig007.png

図 33 白くぼやけるところでストップ

Z ボタンを押して、

FOCUSが大体合うところを探す。( Z=60 付近)

白くぼやけるところが、 ジャストフォーカス。

表 3 対物レンズの非点補正
../_images/fig008.png

図 34 非点補正(左パネル)

まず OBJ STIG を押す。

次に、左右のパネルの DEF/STIG を回して

干渉縞が丸になるように調節する。

../_images/fig009.png

図 35 非点補正(右パネル)

DEF/STIG を回して

干渉縞が丸になるように調節する。

表 4 焦点の微調整
../_images/fig010.png

図 36 Focus合わせ

右パネルの [OBJ FOCUS]

[FINE] または [COARSE] タブを回して焦点を調節する。

Live FFTに表示される同心円が

画面いっぱいに広がるとき、Just Focusと考える。

ここから [OBJ FOCUS] を時計まわりにまわすとオーバーフォーカス、

反時計まわりにまわすとアンダーフォーカスである。

../_images/fig011.png

図 37 アンダーフォーカスでのFFT画面の例

透過型電子顕微鏡においては

常にアンダーフォーカスで撮影を行う。

フォーカスを大きくアンダーにずらすと

コントラストは上がるが分解能が落ちる。

負染色、樹脂包埋においては、

Just Focusからアンダー方向に [OBJ FOCUS]

2つまみ程回した状態(アンダー側)で

測定するのが原則( Defocusの値では、-1000nm )。