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電子顕微鏡・医用機器・ライフサイエンス製品日立ハイテク

卓上顕微鏡 Miniscope® TM4000II/TM4000PlusII

写真:卓上顕微鏡 Miniscope® TM4000II/TM4000PlusII

卓上SEMは、次のステージへ。

もっと、高画質に、もっと使いやすく、見やすくをコンセプトに開発したTM4000シリーズはさらに機能を拡張したTM4000Ⅱシリーズを発売。
新たな観察・分析アプリケーションをご提供します。

  • 中小企業等経営強化法に基づく支援措置の対象製品(生産性向上設備(A類型))です。
    詳しくはこちら

価格:お問い合わせください

取扱会社:株式会社 日立ハイテク

    特長

    画像観察まで3分。目的のデータを素早く取得し、レポート作成が可能。

    観察・分析のフレキシビリティ

    多彩なデータをオートで取得。切替も迅速!

    迅速な元素マップ*2の取得が可能

    *1
    TM4000PlusⅡの機能です
    *2
    オプション

    Camera Navi*を使えば、こんなに簡単

    カメラナビ画像で迷わず視野探し、MAP機能で観察をサポート

    *
    オプション:カメラナビゲーションシステム

    基本操作はこんなに簡単・スピーディ

    画像観察までわずか3分。
    目的のデータを素早く取得し、レポート作成が可能。

    Report Creatorで手軽にレポート作成

    画像とテンプレートを選択するだけでMicrosoft Word、Excel、PowerPoint 形式のレポートが完成

    絶縁物試料でも前処理なしでそのまま観察可能です。

    帯電現象を抑える「帯電軽減モード」

    帯電しやすい試料は「帯電軽減モード」を用いることで、帯電を抑えて観察できます。
    「帯電軽減モード」への切り替えは、ソフトウエア上からマウスクリックで行えます。

    低真空で多彩な観察が可能

    帯電しやすい粉末や含水試料などの試料も目的にあわせて観察できます。

    低真空下での二次電子像(表面形状)観察を実現します。

    前処理不要で絶縁物や水分・油分を含む試料の表面観察を実現

    これまでの導電性試料の観察だけでなく、絶縁物や含水・含油試料まで前処理なしでそのまま観察できます。二次電子像⇔反射電子像の切替も素早く行えます。

    高感度低真空二次電子検出器
    高感度低真空二次電子検出器(UVD)を採用。電子線と残留ガス分子との衝突によって発生した光を検出することにより、二次電子情報を持った画像を観察することができます。また、本検出器をコントロールすることにより、電子線照射により発生した光を検出することでCL情報(UVD-CL:CL情報を含んだ画像)を取得することが可能です。

    高感度低真空二次電子検出器の検出原理
    高感度低真空二次電子検出器の検出原理

    加速電圧20 kV対応

    TM4000Ⅱ/ TM4000Plus IIは加速電圧20 kV対応になりました。
    EDS分析(オプション)において、より高計数の分析が可能となりました。

    加速電圧20 kVによるEDSマッピングの高S/N化

    Multi Zigzag(オプション)

    SEM観察を広い領域で行いたいという要望にお応えしました。
    モータードライブステージとの併用で、SEMで撮影が困難な低倍高精細広領域観察が行えます。

    こんなに簡単、EDX分析

    マッピング分析

    スペクトル分析

    ライン分析

    STEMホルダー(オプション)

    簡易的な透過電子像が観察可能です。

    新開発のSTEMホルダーと高感度低真空二次電子検出器(UVD)を組み合わせて使用することで、簡便に透過電子像の取得が可能です。
    薄膜試料や、生体サンプルの観察に有効です。


    * UVDはTM4000Plus IIの機能です。


    試料 : 研磨剤
    加速電圧 : 20 kV
    観察信号 : (a) STEM像, (b) 反射電子像
    倍率 : 10,000倍


    試料: ラットの腎臓
    加速電圧 : 15 kV
    観察信号 : STEM像
    倍率 : 1,000倍


    試料: ラットの肝臓
    加速電圧 : 15 kV
    観察信号 : STEM像
    倍率 : 5,000倍

    製品紹介プレゼンテーション

    • プレゼンテーションをWEBセミナー形式でご覧いただけます。
      (会員制サイト“S.I.navi”へのご登録が必要です(ご登録無料)。ご登録はこちら

    製品紹介プレゼンテーションのサムネイル画像

    コンパクトで高品質なイメージングを提供する、卓上顕微鏡を紹介いたします。

    アプリケーションギャラリー

    分野別の観察事例をご覧いただけます。

    仕様

    項目TM4000PlusIITM4000II
    倍率 ×10~×100,000(写真倍率)
    ×25~×250,000(モニター倍率)
    加速電圧 5 kV、10 kV、15 kV、20 kV
    画像信号 反射電子
    二次電子
    合成(反射電子+二次電子)
    反射電子
    真空モード 導電体(反射電子のみ)
    標準
    帯電軽減
    標準
    帯電軽減
    試料可動範囲 X:40 mm Y:35 mm
    最大試料サイズ 80 mm(径) 50 mm(厚さ)
    電子銃 プリセンタードカートリッジフィラメント
    検出器 反射電子:高感度4分割 反射電子検出器
    二次電子:高感度低真空 二次電子検出器
    反射電子:高感度4分割 反射電子検出器
    排気系
    (真空ポンプ)
    ターボ分子ポンプ:67 L/s 1台
    ダイアフラムポンプ:20 L/min
    大きさ・質量 本体:330(幅)×614(奥行)×547(高さ) mm、54 kg(モータードライブステージ付)
    本体:330(幅)×617(奥行)×547(高さ) mm、54 kg(マニュアルステージ付)
    ダイアフラムポンプ:144(幅)×270(奥行)×216(高さ) mm

    新型卓上顕微鏡TM4000シリーズの特徴と応用

    大南 祐介*1上村 健*2高木 幸太*2

    はじめに

    走査電子顕微鏡(SEM)は、物質表面の微細構造を観察する装置として、エレクトロニクス分野、バイオテクノロジー分野、材料分野をはじめ、あらゆる産業分野において、幅広く利用されている。従来のSEMは非常に大きなサイズをもった装置であったが、われわれは、誰でも使えるSEMをコンセプトに卓上型のSEM「Miniscope® TM-1000」を2005年に発売した。その後、TMシリーズは小型、安価でかつ簡単に操作可能なSEMとして好評を博し、累計販売台数は3,500台を突破した(16年12月時点)。
    05年に卓上顕微鏡TM-1000が発売された時点では、学校など教育機関にて使用されることを想定していたが、その後、TM-1000シリーズとTM3000シリーズなどを世界各国の様々な分野に提供していく中で、部品検査など工業用途に卓上顕微鏡が使用したいという要求が増えていることがわかった。これは、部品製造現場にて簡単に設置でき、特別なスキルをもっていない作業者でも簡単にSEM観察ができるという点から、より詳細な異物・欠陥検査または製造部品の測定が期待できるためと考えられる。
    そこで今回、教育分野で活用できる簡単操作性を有しながら、工業用途での製造現場で部品検査などルーチン業務としてSEMを用いているユーザーを支援することを目指して次世代卓上顕微鏡「TM4000」を開発した。本稿では、開発したTM4000シリーズの特徴とその応用例を紹介する。

    TM4000の概要と特徴

    TM4000の外観写真を図1に示す。TM4000は、これまでのTMシリーズと同様に熱電子銃型低真空SEMとして、装置の小型軽量化と操作の簡易化を追求することで、SEMに初めて触れる方でも手軽に使用できることを目指している。真空引き時間中に真空試料室内に配置されたカメラで撮影した画像を基にサンプルをナビゲートし、ワンクリックで観察箇所への移動を可能な新ナビゲーション機能(SEM-MAP)と、観察が終わった後に観察画像レポートを生成してくれるレポート作成ソフト(標準機能)などが新たに付加された。 また、従来機種であるTM3000シリーズと比較し、分解能向上、設定加速電圧の増加、ステージ精度向上、装置重量低減などの基本性能が向上した。また、TM4000シリーズでは半導体型反射電子検出器を標準搭載し、TM4000PLUSでは高感度低真空二次電子検出器(UVD)が搭載されており、様々な試料形態情報を取得することができる。これら試料導入時のカメラ撮影やSEM-MAPを用いた観察対象部位探索などの操作性の向上、基本性能の高性能化、レポート作成機能により、一連のSEM観察業務効率の向上が期待できる。 以下、操作性向上、高性能化、レポート作成機能に関して詳細記載する。

    写真:卓上顕微鏡 Miniscope® TM4000II/TM4000PlusII
    図1 TM4000シリーズ卓上顕微鏡の外観図

     

    操作性の向上

    TM4000の操作ウィンドウを図2に示す。従来のTM3000シリーズと同様にマウスのクリックおよびドラッグ操作により像観察が可能で、メイン画像は1,920×1,080画素と大型化した。また、サブ画面では真空試料室内に配置されたカメラで撮影した画像や、撮像された画像を一覧で見ることが可能なサムネイル機能や、別検出器で撮影中の画像表示する機能および、SEM-MAPなどを表示することが可能である。
    SEM-MAPでは撮像された時点での試料ステージ位置が記憶されているため、撮像した位置に戻ることができる機能、試料全域に対して現在どこにいるか確認するナビゲーション機能も有している。これまで試料サイズが大きいために現在観察している場所や過去に観察している場所を見失うことがあったが、本機能により観察対象を探す作業性が大きく改善できると考えられる。

    図2 TM4000の操作画面
    図2 TM4000の操作画面

     

    高性能化

    試料サイズが従来機と比較し最大80 mm径、厚さ50 mmの試料サイズに対応。新設計の電子光学系によりさらに高画質を実現した。特に試料表面形状を観察するための低加速電圧5 kVでの取得画像の画質改善がなされた(図3)。また、ルーチンで使用するユーザーとエキスパートのユーザーの両方に対応させるため、加速電圧10 kVを追加、プローブ電流も4種類から選択可能になった。

    図3 画像の高精細化
    図3 画像の高精細化

     

    レポート作成機能

    TM4000では取得画像とテンプレートを選択するだけで、Microsoft社のWord®、Excel®、Powerpoint®形式のレポートが作成可能なレポート作成ソフトが標準搭載されているので、取得したデータ整理などがより簡単に可能となった。図4に開発されたレポート作成ソフトの画面と作成したレポートファイルの一例を示す。

    図4 レポート作成ソフト画面(左)と、作成したPowerpoint®形式のレポート(右)
    図4 レポート作成ソフト画面(左)と、作成したPowerpoint®形式のレポート(右)

    応用事例

    反射電子像と二次電子像

    TM4000Plusは組成差をコントラストに反映する反射電子像と、試料表面の凹凸を反映する二次電子像が取得できる(TM4000は反射電子検出器のみ)。付箋紙の画像を図5に示す。低真空で観察できるため、含水性・含油性の試料観察が可能、金属コーティングなどが不要であり、元素分析時、金属コーティング材の影響がない導電性のない試料も前処理(金属コーティング)なしで二次電子像の観察ができる。

    図5 付箋紙の反射電子像(左)と二次電子像(右)
    図5 付箋紙の反射電子像(左)と二次電子像(右)

     

    複数の観察条件設定

    TM4000では加速電圧が3段階、電流モードが4段階、設定真空度が2種類(TM4000Plusでは3種類)、2種類の検出器を使い分けた3画像モード(反射電子像、二次電子像、合成像)を切り替えて観察することができるため、試料の状態や評価目的に合わせた条件にて図6のような様々な試料を観察することが可能である。

    図6 TM4000で取得した画像
    図6 TM4000で取得した画像

     

    元素分析

    TM4000シリーズではオプションとして元素分析器(EDS)を搭載することができ、観察対象物の元素分析を行うことが可能である。図7に時計の歯車部を元素分析マッピング像を取得した結果を示す。AuとAlとNiが分布している様子が明瞭に観察できる。元素分析マッピング像だけでなく、点分析やライン分析などのスペクトル表示させることも可能で、対象物に応じた分析が可能である。

    図7 TM4000に装着したEDSにて取得した元素分析像
    図7 TM4000に装着したEDSにて取得した元素分析像

    まとめ

    エレクトロニクス分野、バイオテクノロジー分野、材料分野などあらゆる産業分野で幅広く利用可能な新型卓上顕微鏡のTM4000シリーズを開発した。本シリーズでは、従来機を継承した使い勝手やコンパクトさを維持し、さらに性能、操作性などを向上させた。真空引き時間中でのカメラ撮影機能や、観察が終わった後に観察画像レポートを生成するレポート作成ソフトなどが新たに付加され、工業分野をはじめ様々な分野での適用が期待される。

    1. “Miniscope®”は日立ハイテクの日本国内における登録商標です。
    2. “Word®”、“Excel®”、“Powerpoint®”はMicrosoft社の日本国内および海外における登録商標です。

    出典

    月刊誌「工業材料」2月号掲載

    著者紹介

    *1 大南 祐介
    (株)日立ハイテク 科学・医用システム事業統括本部 科学システム事業戦略部

    *2 上村 健、高木 幸太
    (株)日立ハイテク 科学・医用システム事業統括本部 マーケティング部

    技術機関誌 SI NEWS

    弊社製品を使用した社内外の研究論文、技術情報、アプリケーションおよび新製品情報を公開しています。

    アプリケーションデータ

    SEMの測定例を紹介します。

    ナノアート

    電子顕微鏡により忠実に再現した、金属、鉱物、生物などの造形の美をコンピュータのグラフィック技術により、さらに美しく仕上げた写真集です。

    日立電子顕微鏡の歩み

    年表で見る日立の電子顕微鏡の歩みを紹介します。

    田中SEM研究所通信

    電子顕微鏡の観察に関するポイントなど田中先生の「秘伝」を伝授いただきました。

    ミクロアイ

    日立のSEM、TEMで撮影した私たちの身の回りにいる生物、化粧品、繊維などの極微の世界をミクロ先生が紹介します。

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