Er zijn geen internationale microscopie-scheidsrechters, dus als een fabrikant zichzelf een wereldrecord toedicht dan moet je dat met een korrel zout nemen. Toch presenteert Carl Zeis SMT tamelijk robuuste resultaten, vindt dr. Emile van Veldhoven. Hij doet voor TNO Industrie en Techniek in Delft onderzoek met de nieuwe heliummicroscoop en is er wel van onder de indruk. De gepresenteerde resolutie van 0,24 nanometer is vastgesteld volgens normen die in de microscopiewereld gebruikelijk zijn. Bovendien werd bij verschillende preparaten steeds hetzelfde resultaat behaald.
De heliumionenmicroscoop bij NanoLab.NL Beeld: TNO
Volgens Carl Zeiss SMT is de nu gehaalde resolutie drie keer hoger dan wat er met de meest geavanceerde SEM elektronenmicroscopen haalbaar is. De SEM ( scanning electron microscope) is het ‘werkpaard’ van nano-onderzoekers en chiptechnologen, die steeds vaker ook details kleiner dan een nanometer willen zien. Dr. Rainer Knippelmeyer, directeur bedrijfsvoering bij Carl Zeiss SMT brengt in herinnering dat sommige lagen van chips al een dikte hebben van slechts een paar atomen. “Halfgeleiderfabrikanten hebben grote behoefte aan betrouwbare microscopen met hoge resolutie, oppervlaktegevoelige meetmogelijkheden en goede bedieningsmogelijkheden. Met onze Orion heliumionenmicroscoop bieden we precies het instrument dat de industrie en de nanotechnologie-onderzoekswereld nodig heeft.”
Zware ionen
Het geheim van de zeer hoge resolutie van de heliummicroscoop ligt in de gepatenteerde technologie om de bundel heliumatomen te creëren, en in de manier waarop met de heliumatomen het preparaatoppervlak is af te beelden. De relatief zware heliumatomen hebben minder last van de grenzen die de fysica stelt aan de focusseerbaarheid van de bundel.
Het beeld van de heliumionenmicroscoop komt tot stand via de detectie van zogenaamde secundaire elektronen, die door de botsing van heliumionen uit het oppervlak van het preparaat loskomen. Die emissie van secundaire elektronen vindt zeer locaal plaats en dat is cruciaal voor het behalen van de extreem hoge resolutie.
Foto van Carl Zeiss SMT van een asbestvezel (boven), liggend over een koolstoffolie (links) met gaten (zwart). De oppervlaktestructuur van de koolstoffolie toont de grote oppervlaktegevoeligheid van de heliumionenmicroscoop aan. De resolutie wordt bepaald aan de hand van de scherpte van de zwart-wit overgangen aan de randen van details in het preparaat (breedte van de 25-75% zwart-wit overgang). In dit plaatje wordt zo een resolutie vastgesteld van 0,24 nm. Die resolutie is volgens de fabrikant ongeëvenaard als het gaat om apparaten die afbeelden met behulp van een elektronen- of ionenbundel. Het witte streepje rechtsonder geeft 20 nm weer.
Lees meer over de ionenmicroscoop:
- Ionenmicroscoop biedt zicht op nanowereld (Kennislinkartikel)
