Ultim® Max ∞ (“インフィニティ”) EDS 検出器は、走査型電子顕微鏡における、EDSによる物性解析の無限の可能性を解放します。かつてない高精度、高感度、高速処理は、AZtec Live とともに、これまで以上に複雑な分析を可能にします。
Infinity検出器は、ほかの検出器のように”一般的な仕様性能”を提示するだけではなく、設置時に試験を実施し、40 mm2 から170 mm2 までのセンサーサイズにおいてその最高感度を保証するとともに、全てのセンサーサイズに対して全く同じ分析性能を保証します。
Ultim Max Infinityは、非常に複雑なマイクロまたはナノ構造における問題を解決するための、無限の可能性を解放します。微細なナノ構造の解析、相組成の計測、微量元素の同定、組成変動のマッピング、またより短時間での粒子計測などの皆様の課題に対して、Infinity検出器は、AZtecLive が正しい答えを提供することができるように、最適なデータを提供します。
Infinity検出器は、現在のEDS技術における最高水準を実現しており、それがもたらす性能と機能は、今日のFE-SEMやFIB-SEMに求められる、無限の範囲に対する特性解析において非常に重要です。
40 mm2 up to 170 mm2 までの全てのセンサーサイズにおいて全く同じ分析性能を保証します。
C Kaエネルギー分解能 46eV 以下を、50,000 cpsまでの全てのカウントレートにて保証。
Mn Kaエネルギー分解能 127 eV 以下を、200,000 cpsまでの全てのカウントレートにて保証。
最新かつ独自のTru-Q® IQ スペクトルプロセッシング技術。個々の検出器はその作成の工程において特性評価をSEMに設置して行い、固有のパラメータにて最適化することで常に高精度なデータ処理を実施します。
Infinity検出器のパルス処理とパイルアップピーク補正の組み合わせにより、元素を特定と、アーティファクトのない真の元素分布を表示します。
Ultim Max Infinityにより、SEMには新しい機能が追加されます。ほかのEDS検出器と同様に、Infinityは定性分析、定量分析、X線マッピングの実施が可能です。Inifinity検出器ではさらに、これらの機能をすべて統合し、かつリアルタイムでの実行を可能にするライブケミカルイメージング(LCI)を提供し、これまでにない優れた分析性能を提供します。
ライブケミカルイメージングでは、SEMの電子線検出器からの信号とInfinigy検出器からのEDS信号の組み合わせにより、これまでにないレベルの情報とディティールを提供します。ライブ電子線イメージは広く使用されており、形状に関する詳細な情報と、物質の違いによるコントラスト情報のみによる、試料の観察に使用されています。LCIでは、元素分布を個別のＸ線マップ、または電子線イメージとX線マップの組み合わされた、新しいレイヤー情報が追加されます。
試料の観察において、試料に存在する元素を特定したり、またその分布を確認するために作業を止める必要はもうありません。LCIは常に必要な情報を表示しています。
ライブケミカルイメージングのワークフローは、SEMとEDSの制御をひとつの最高のインターフェースに集約し、イメージの最適化(フォーカス、スティグマ調整)、倍率の変更、ステージの画像の選択、さらには気になった対象物からのスペクトルの収集まで、全てをユーザーの制御下に置くことができます。LCIとInfinityにより、試料からどのような新しい情報を明らかにすることができあるか、ぜひご覧ください。
非常に小さなナノ構造からのX線カウントレートは、常に非常に低い傾向にあります。加速電圧を20 kV （マイクロアナリシス条件）から5 kV（ナノアナリシス条件）に下げると、EDSの空間分解能は約10倍となるおよそ100nm程度まで向上ｓますが、そのカウントレートは約750％減少します。
この画像では、20kVと5kVにおけるX線発生領域を表示しています。電子ビームのエネルギーが20kVから5kVに減少することで、EDSの空間分解能はおよそ100nmに向上してます。
大きなセンサーはより多くのX線を収集します。Ultim Max Infinityは 40 mm2から170 mm2までの大きなサイズのセンサーを提供しており、低加速電圧におけるカウントレートの低下を補い、より優れた空間分解能、より小さな構造の特性評価のために、より低い加速電圧を使用することを可能にします。
非常に小さなナノ構造や、表面科学に分類される最表面の感度が必要ならば、ウインドウレス検出器であるUltim Extreme Infnityにが実現する、10 nm以下の空間分解能と加速電圧2 kV以下の分析をお試しください。
Ultim Max Infintyは、すべてのセンサーサイズに対して同じ検出器性能を保証している唯一の検出器であるだけでなく、ナノアナリシスのための仕様を持つ唯一の検出器であり、またマイクロアナリシスのための高カウントレート分析性能も保証する検出器でもあります。
Mnのエネルギー分解能はいったん忘れましょう。もしナノ構造分析が皆様の目的であるならば、MnK線のX線を見ることができる加速電圧条件を使用している可能性は低いでしょう。実際に分析に使用するX線領域における検出器性能を保証するならば、炭素 (C) のエネルギー分解能が有効です。通常の領域のX線ラインの分布と比較して、低エネルギー領域においてはX線ラインは5倍から10倍近く密集して存在するため、エネルギー分解能は非常に重要となります。Ultim Max Infinityの C K線の分解能は最大50,000cpsに対して46 eV 以下が、170 mm2までの全てのセンサーサイズにおいて保証されています。より優れた分析を行うためには、より大きなセンサーによりナノ構造解析に必要な感度を得るとともに、低エネルギーにおける検出器分解能が優れていることも必要となります。
低エネルギー領域ではピークの重複は共通のかつ複雑な問題であり、スペククトル分解能は、データを正しく処理するための重要なキーとなります。
マイクロアナリシス条件となる高いエネルギー領域では、X線ラインの間隔はより広くなり、その分析性能はカウントレートにより制限されます。Ultim Max Infinityは、最大170 mm2 の検出器であっても、最高の性能(127 eV @ Mn K) を最大200,000 cpsにおいて達成することができる唯一の検出器であり、大面積の検出器はこのような高カウントレート条件を容易に達成します。
市場にて現在販売されているほとんどの検出器はISO15632 への準拠を主張しています。もしそれが本当であるならば、その検出器は CK, FK, MnKにおける性能を保証し、これらのすべてのエネルギー領域において、少なくとも最大50,000 cpsでの分解能を保証しなければなりません。今、皆様がお使いの検出器はいかがでしょうか。全てのUltim Max Inifinty 検出器は、40 mm2、65 mm2、100 mm2 、170 mm2 のどれであれ、同じ性能を、設置時に試験を実施して保証します。
C K エネルギー分解能 46 eV以下を、50,000 cpsにて
F K エネルギー分解能 59 eV 以下を、50,000 cpsにて
Mn K エネルギー分解能 127 eV 以下を、200,000 cpsにて
ISO15632について、より詳細な情報となぜそれが重要かについては、こちらのブログ（英語）をご覧ください。
ISO15632 22 years on. What progress have we made specifying EDS detectors?
Tru-Q® テクノロジーは、2011年にAZtec Energyとともに登場し、EDSに革命をもたらしました。シンクロトロンを用いたEDS検出器の基本キャリブレーションを使用することで、それぞれの検出器タイプの正確な特性評価を可能にしました。この特性評価を行うことにより、Tru-Qは、定量分析、自動定性、ピーク分離、リアルタイムマップ補正などの機能において、新しいレベルでの精度と信頼性を実現しました。
Tru-Qによりスタンダードレス定量分析にどのような革命がもたらされたかについては、こちらのウェビナー（英語）をご覧ください。
Quantitative EDS Explained: How to achieve great results
Tu-Q IQでは、すべてのUltim Max Infinity検出器はその作成の工程にて特性評価をSEMに設置して行い、その検出器だけに特有の最適化パラメータを与えます。また、この最適化パラメータは納品時にも、SEMへのインストールされたときに確認されます。これにより、すべてのInfinigy検出器は、非常に複雑な分析においても正確な特性評価を可能とし、低エネルギー領域におけるピーク重複の解析を可能とし、より濃度の低い元素を見つけることを可能とする、比類なき性能を提供します。
Tru-Q IQが提供する高精度なスペクトルデータへの完全なフィッテイングにより、NbL線とMoL線の重複があるスペクトルにおいてもリンのような微量元素の識別が可能に。
検出器の特性パラメータと出力を高精度に一致させることは、低エネルギー領域のＸ線ラインを用いたマッピングを行う場合には必須となります。500 eV以下のエネルギー領域におけるＸ線ラインによる分析では、空間分解能を最適化するためにより低い加速電圧を使用することで、50 nm未満の構造の特性評価を行うことが可能です。
たとえば、SL線 (149 eV)、NbM線 (172 eV)、MoM線(193 eV) は全て CK線よりもエネルギーが低く、その間隔はわずか 23 eV と 21 eV です。Tru-Q IQの適用によりこれらのX線ラインに対しても正確な処理を実現し、3kV以下の加速電圧を用いることで、30 nm 以下の相に分布する元素の真の分布を明らかにすることが可能となります。
大きなセンサーを搭載したEDSシステムでは、加速電圧20 kVにおいて、微細な構造からの組成情報を最大100万cpsの速度で収集することが容易に実行可能です。これにより、十分な情報を持ったX線マップを数秒で取得することができます。低濃度(<5wt%)の元素はS/N比が低いため、その特性分析には高カウントレートでの収集は特に有用です。しかしながら、このような元素からの低い強度の信号は、以下のようなほかのアーティファクトの影響を大きく受けることで、分析を難しいものにします。
パルスパイルアップは、2つのX線信号が検出器に非常に接近して到達した場合に、それらが一つの事象と認識され、合算されたエネルギーで計測されることで発生します。入力カウントレートが数十万から100万cpsまで上昇すると、パイルアップによるアーティファクトは信号において支配的になり始め、本来の情報を不明瞭にし、Ｘ線ピークからの本来の情報を減少させてしまう可能性すらあります。最悪の場合、最大カウントレートにおいては、組成情報を担う各Ｘ線ピークの実カウントレートが低下を始めます。
Inifinity 検出器は、パルスパイルアップによる課題を解決するために、実際の元素からのピークカウントを最大化し、アーティファクトを排除する高カウントレートマッピングを提供します。Inifinity は、パイルアップ信号の発生を抑制し、パイルアップを多く含むトータルカウントレートの最大化ではなく、各元素のピークカウントレートが最大化するための、信号処理の新しいアプローチを採用しています。
最大カウントレートにおいても、Tru₋Q IQテクノロジーにより各検出器は個別のパラメータで最適化されることで、パイルアップによるアーティファクトはパイルアップ補正ソフトウェアによって十分に補正できるレベルまで最小化されます。マップに存在する元素を自動定性する際に使用するサムスペクトルには、新しい相クラスタ手法によるパイルアップ補正が実施されており、見落としすることの多い元素や微量な相の存在を明らかにします。
パイルアップ補正アルゴリズムも高速化し、定量マップ計算中のピクセルごとの補正も十分に早く実行することが可能になりました。これにより、X線マップデータは迅速にRawデータから真の元素分布へ変更され、ピーク重複、X線バックグラウンド、X線吸収効果などのマトリクス影響、さらにはパイルアップピークによる妨害の全てを排除することが可能となったことになります。その結果は驚くべきものとなり、非常に低い濃度の元素分布を数分のマッピングでその詳細を明らかにすることが可能です。
従来のSEＭにおけるEDSでは非常に難しいとされる、25nm以下のナノ構造における特性評価、最表面の非常に薄い層の観察、非常に低い加速電圧や短い焦点距離での分析には、Extreme Infinity をご検討ください。もっとも少ないビーム電流と、短い焦点距離で活用できるよう最適化されたシステムはさらに、低エネルギー領域における最高のエネルギー分解能を備えています。
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AZtecLiveは、Ultim Max Infinityを搭載したソフトウェアで、EDSの無限の可能性を現実のものにします。ライブケミカルイメージングがサンプル調査に新たなアプローチをもたらす様子をご覧ください。定性・定量分析、X線マッピング、ラインスキャン用のワークフローについてもご理解いただけます。SEMにおける特性評価の課題解決にEDSを活用するのに役立つツールをご覧ください。
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