Gemini SEM Family

ZEISS GeminiSEM

極低加速フィールドエミッション走査型電子顕微鏡(FE-SEM)

ZEISS GeminiSEM

低加速電圧下で高コントラストの実現が可能なFE-SEM

基礎研究、工業分野、イメージング施設などで活用いただける、柔軟で信頼できるフィールドエミッション型走査型電子顕微鏡(FE-SEM)です。

GeminiSEM シリーズは、低加速電圧下で高コントラストを実現。さまざまなサンプルに対応が可能です。

GeminiSEM 500 / 450 / 300

  • GEMINI光学系により低加速および超低加速電圧下で、高分解能かつ高コントラストの表面敏感イメージングを実現
  • 低真空下でもInlens SE及びBSE(EsB*)検出器の使用を可能にするNanoVP モードを搭載することにより、非導電性サンプルの高分解能表面情報が取得可能
  • 最大5 kVのビーム減速により極低加速電圧での解像度を向上させ、コントラストを強調するTandem Decel を搭載可能
  • 3Viewに拡張可能

*Energy selected backscatter detector(エネルギー選択反射電子検出器)

The Family

サブナノスケールの分解能と高い検出効率でのイメージングが簡単に
GeminiSEM - Crisp Image

More Signal and More Detail

GeminiSEM 500

  • 極低加速領域(~ 1 kV)での電子プローブの極小化により、さらなる高分解能を実現
  • サンプルバイアスなしでも低加速電圧での高分解能イメージングを実現(0.9 nm @ 1 kV、1.0nm @ 500 V)
  • 低加速電圧でも検出効率が最大20倍向上。そのため試料ダメージの低減と迅速なイメージングを実現
GeminiSEM - EBSD Coin

Speed and Surface Sensitivity for Both Imaging and Analytics

GeminiSEM 450

  • 連続可変のビーム電流、ビームエネルギー、ビーム収束角(DoF)により、フレキシブルにビームを制御可能
  • シームレスイメージングモードとアナリティクモードを素早く切替え可能
  • 分析に最適な条件下でも高分解能イメージングが可能
GeminiSEM - Magnetic Materials

Imaging Flexibility

GeminiSEM 300

  • 大面積マッピングに最適な、高解像度で歪みのない広視野撮影が可能
  • 磁性材料やビームダメージを受けやすい、従来では難しい試料のイメージングを可能にする新光学系を採用
  • 定評のあるGeminiテクノロジーによるEsB検出器で質の高い組成コントラストを取得可能
  ZEISS GeminiSEM 500 ZEISS GeminiSEM 450 ZEISS GeminiSEM 300
  Thermal field emission type, stability better than 0.2 %/h
Acceleration Voltage   0.02 - 30 kV  
Probe Current 3 pA - 20 nA 3 pA - 40 nA 3 pA - 20 nA
(100 nA configuration also available) (100 nA or 300 nA configuration also available) (100 nA configuration also available)
Store Resolution   Up to 32k × 24k pixels  
Magnification 50 – 2,000,000 12 – 2,000,000 12 – 2,000,000
Detectors available in basic configuration   Inlens Secondary Electron detector  
  Everhart Thornley Secondary Electron detector  
  High efficiency VPSE detector (included in variable pressure option)  
Selected Options   Inlens Energy selected Backscatter detector (EsB)  
- Angular selective backscattered detector Angular selective backscattered detector
  Annular STEM detector (aSTEM 4)  
  EDS Detector (energy dispersive spectroscopy)  
  EBSD Detector (electron backscatter diffraction) Investigation of crystalline orientation  
  NanoVP  
  Local Charge Compensation  
  Additional stage options available
on request
 

ZEISS GeminiSEMのテクノロジー

  • Gemini Basics
    Geminiカラムテクノロジー

    ビームブースター、インレンズ検出器、Gemini 対物レンズからなるGemini 光学カラムの断面図

    Gemini 1 - Geminiカラムテクノロジー

    完成まで20年もの年月を経てGeminiカラムテクノロジーを基としたZEISS GeminiSEM。ZEISS GeminiSEMは効率的な検出、優れた分解能と最高の操作性を提供します。対物レンズの設計は、静電場と磁場の組み合わせで、サンプルに与える影響を最小に抑えつつ、光学性能を最大限に引き出しています。これにより、磁性材料などの難しい試料での優れたイメージングが可能になります。


    Gemini検出のコンセプトは、二次電子(SE)と反射電子(BSE)を同時に検出することです。インレンズ検出器は光軸上に配置されており、再調整の必要を少なくし、それによってイメージング時間も短くなっています。


    Geminiのビームブースターテクノロジーが、極めて低い加速電圧においても、小さいプローブと高いSN比を保証します。それはまた、カラム内に置いて最終的に減速するまでビームを高電圧に保つことで、外部の浮遊磁場に対するシステム感度を最小にします。

  • Gemini 1 and its Novelties
    GeminiSEM 300 と GeminiSEM 500 の断面図

    高分解能のガンモードとナノツインレンズは斬新な光学設計の一部。ナノツインレンズは GeminiSEM 500 のみに対応

    Gemini 1 Novelties – 電子光学系デザインを改良

    GeminiSEM 500は低加速電圧でも今までにないシグナルの検出効率で優れた分解能が達成可能になります。

     

    新設計のナノツインレンズ
    ジオメトリと静電場・磁場の分布を理想的にすることで、低及び極低ビーム電圧でもさらに分解能を改善。同時に、インレンズ検出シグナルは低電圧イメージングにおいて最大20倍向上しています。
    高分解能のガンモードでは、減衰した一次ビームのエネルギー分布が色収差を最小限におさえ、より小さなプローブサイズを可能にします。

     

    チャンバの反射(BSD)電子及び透過電子検出器の改良
    低ビーム電圧と超高速イメージングにおける効率を高くしています。リング状のSTEM(aSTEM)検出器はとてもフレキシブルで、透過イメージングにおいてすべてのコントラスト機構を同時に活用することが可能になります。

  • Gemini 2
    Gemini 2 カラム

    ZEISS GeminiSEM 450:ダブルコンデンサーのGemini 2 カラム

    Capitalize on Gemini 2 Optics

    GeminiSEM 450では、ZEISSの伝統あるGEMINIカラム技術を継承しつつ、さらに改良を加えたGemini 2カラムを搭載しています。

    • High resolution ガンモード
      一次電子の色収差を軽減させるため、エネルギー幅が小さく なるように最適化されたガンモード
    • Gemini 2 カラムデザイン
      すべてのワーキングポイントでビーム電流密度を最適化、イメージングモードと分析モードの切り替えが簡単
    • Inlens SE・EsB 検出器
      情報量が多く、高効率で高コントラスト検出
    • Tandem decel
      オプションのサンプルバイアスは5 kVまでかけられ、低加速電圧での分解能を大幅に改善
    • NanoVP・local CC
      オプションの低真空モードは絶縁サンプルの高分解能インレンズ検出とEDS分析を実現
  • Variable Pressure
    NanoVP

    SEMチャンバ内のNanoVP差動排気アパチャおよびGemini対物レンズ下の隔離O-リングの図

    NanoVP

    NanoVP テクノロジーは、インレンズ検出の能力と分解能を損なうことなく、非導電性試料への帯電をおさえることを可能にします。

    対物レンズの下に差動排気アパチャを装填することで、ガス中における落射ビームの光路長が極めて短くなります。これがビームの拡散を抑え、高分解能イメージングと150Paまでの真のインレンズ検出のどちらも可能にします。したがって、インレンズSE・EsBによる高分解能な表面分析と組成コントラストイメージングはVPモードにおいても使用できます。圧力はチャンバーVPSE検出により500Paまで調整可能です。

Applications

  • Materials Science
    金ナノ粒子

    機能表面のための前駆体物質, ポリスチロール球体上の金ナノ粒子、 GeminiSEM 500 でイメージング、3 kV。 左 : インレンズSE画像、表面のトポグラフィ 右 : EsB画像、材料のコントラスト。 提供 : N. Vogel, University Erlangen-Nuremberg, Germany.

    金ナノ粒子
    Precursor material for functional surface, gold nanoparticles on polystyrene sphere,
    imaged with GeminiSEM 500 at 3 kV.

    Left: Inlens SE image, surface topography.
    Right: EsB image, material contrast.
    Sample: courtesy of N. Vogel, University Erlangen-Nuremberg, Germany.

    Etched silicon nanostructures at 50 V, no sample biasing. Imaged with GeminiSEM 500

    Etched silicon nanostructures at 50 V, no sample biasing. Imaged with GeminiSEM 500
    Sample: courtesy of A. Charai, Aix Marseille University, France.

    Etched silicon nanostructures at 50 V, no sample biasing. Imaged with GeminiSEM 500
    Etched silicon nanostructures at 50 V, no sample biasing. Imaged with GeminiSEM 500

    Sample: courtesy of A. Charai, Aix Marseille University, France.

    Silica-supported Cobalt catalyst

    メソポーラスシリカにコバルトナノ粒子(~10 nm ) GeminiSEM 450、EDS/STEM、加速電圧:25 kVdetector.

    Silica-supported Cobalt catalyst
    Silica-supported Cobalt catalyst

    Characterized by means of high resolution imaging and EDS analysis at 25 kV using GeminiSEM 450 and Oxford Ultimax 170 EDS detector. Cobalt nanoparticles of about 10 nm in size embedded in mesoporous silica are shown in high resolution, imaged with aSTEM detector overlayed with the EDS map. In the Fischer–Tropsch synthesis, the 10 nm supported Co catalyst proved to be the most active and selective catalyst for hydrocarbon formation.

    オープンセルニッケルフォーム

    電池またはSupercapacitorカソード基板に使われるオープンセルニッケルフォーム。広視野DOF、鮮明な凹凸構造を示す。

    オープンセルニッケルフォーム
    Metal foams like this open cell nickel foam are widely used as cathode substrate in batteries or super-capacitors.

    This highly topographic foam is characterized with large depth of focus (DOF) using the Inlens SE detector in a GeminiSEM 450 at 8 kV.

    Fractured surface of a NdFeB magnet

    Fractured surface of a NdFeB magnet

    Fractured surface of a NdFeB magnet
    Fractured surface of a NdFeB magnet

    Overlay of the SE image at the top with a color-coded elemental map (pink: Neodymium, turquoise: Praseodymium, yellow: Iron, blue: Oxygen, gray: SEM image), collected with GeminiSEM 450 at 15 kV and Oxford Ultimax 170 EDS detector. (SE topography image above.)

    Investigation of the fractured surface of an NdFeB magnet (demagnetized) with GeminiSEM 450.

    Investigation of the fractured surface of an NdFeB magnet (demagnetized) with GeminiSEM 450.

    Investigation of the fractured surface of an NdFeB magnet (demagnetized) with GeminiSEM 450.
    Investigation of the fractured surface of an NdFeB magnet (demagnetized) with GeminiSEM 450

    Image acquired using the annular Backscattered Detector (aBSD) in GeminiSEM 450 at 3 kV without bias, taking advantage of the 6-segmented aBSD detector having angle selective BSE detection. The BSEs with a high scattering angle contain compositional surface information and are detected by the inner ring of the aBSD detector. This results in images with high material contrast.

    リチウムイオンバッテリー

    リチウムイオンバッテリーの陰極、感受性の高いバインダ材へのビームによるダメージなし。 500 Vでイメージング。 ご提供 : T. Bernthaler, Materials Research Institute Aalen,Germany.

    リチウムイオンバッテリー
    Lithium ion battery cathode shows no beam damage of sensitive binder material at 500 V

    Sample: courtesy of T. Bernthaler, Materials Research Institute Aalen, Germany.

    リチウムイオンバッテリー

    リチウムイオンバッテリーの陰極、EDS組成マッピング、異なる酸化物の主要構成物。 ご提供 : T. Bernthaler, Materials Research Institute Aalen,Germany.

    リチウムイオンバッテリー
    Lithium ion battery cathode. EDS compositional mapping shows main constituents of the different oxides

    Sample: courtesy of T. Bernthaler, Materials Research Institute Aalen, Germany.

  • Life Sciences
    蛾の羽

    蛾の羽。インレンズSE検出器。高真空、50 V。

    蛾の羽
    Moth wing, Inlens SE detector, at 50 V, in high vacuum

    No charging effect if ultra-low voltage like 50 V is applied.

    Brain section, large field of view, imaged using 3View® in combination with GeminiSEM 300.

    Brain section, large field of view, imaged using 3View® in combination with GeminiSEM 300.

    Brain section, large field of view, imaged using 3View® in combination with GeminiSEM 300.
    Brain section, large field of view

    Imaged using 3View® in combination with GeminiSEM 300

    Cilia, imaged with the BSD detector in GeminiSEM 450

    Cilia, imaged with the BSD detector in GeminiSEM 450

    Cilia, imaged with the BSD detector in GeminiSEM 450
    Cilia, imaged with the BSD detector in GeminiSEM 450

    Centrins are special proteins in the cilia of eurkaryotes. The centrin-rich region of the basal apparatus is clearly visible (arrow). The new BSD detector used here illustrates the smallest differences in heavy contrast.
    Sample: courtesy of P. Purschke, University of Osnabrück. Germany.

    Brain section, imaged without Tandem decel results in low contrast.

    Brain section, imaged without Tandem decel results in low contrast.

    Brain section, imaged without Tandem decel results in low contrast.
    Brain section

    Imaged without Tandem decel results in low contrast

    Brain section, applying Tandem decel increases contrast

    Brain section, applying Tandem decel increases contrast

    Brain section, applying Tandem decel increases contrast
    Brain section, applying Tandem decel increases contrast

    T4-Phage, negative stained, imaged with a STEM detector

    T4-Phage, negative stained, imaged with a STEM detector

    T4-Phage, negative stained, imaged with a STEM detector
    T4-Phage, negative stained, imaged with a STEM detector

  • Semiconductor / Electronics
    ハードディスクの読出しヘッド

    ハードディスクの読出しヘッド  左 : インレンズSE検出器 右 : インレンズEsB検出器

    ハードディスクの読出しヘッド
    Data storage, hard disk read head

    Left: Inlens SE detector. Right: Inlens EsB detector.

    FinFET トランジスタ

    FinFET トランジスタ、上面から、22nmテクノロジ、3 kVにて純粋なBSEイメージング、EsBを使用した優れた材料コントラスト

    FinFET トランジスタ
    FinFET transistor, top view, 22 nm technology

    3 kV, pure BSE imaging using EsB, high material contrast.

  • Industry
    データストレージ磁性材料

    データストレージ磁性材料。ナノ結晶の方向性はチャネリングコントラストにより異なるグレーで示す。aBSD、20 kV

    データストレージ磁性材料
    The magnetic grains of a hard disk platter, a magnetic data storage medium, are only a few nanometers in scale, which affects the bit density and thus the data capacity of the hard disk.

    The different gray levels of the grains are the effect of channeling contrast that provides information on how the nanocrystals are differently oriented. Image taken with the aBSD detector at 20 kV in GeminiSEM 450.

    オープンセルニッケルフォーム

    電池またはSupercapacitorカソード基板に使われるオープンセルニッケルフォーム。広視野DOF、鮮明な凹凸構造を示す

    オープンセルニッケルフォーム
    Metal foams like this open cell nickel foam are widely used as cathode substrate in batteries or super-capacitors.

    This highly topographic foam is characterized with large depth of focus (DOF) using the Inlens SE detector in a GeminiSEM 450 at 8 kV.

    NanoVP, VPSE Detector, 150Pa, 3kV. Fibrous polymer microstructures

    NanoVP, VPSE Detector, 150Pa, 3kV. Fibrous polymer microstructures

    NanoVP, VPSE Detector, 150Pa, 3kV. Fibrous polymer microstructures
    NanoVP, VPSE Detector, 150Pa, 3kV. Fibrous polymer microstructures

    Sample: courtesy of H. Braun, Leibniz-Institute of Polymer Research Dresden.

Accessories

Atlas 5

ZEISS Atlas 5 – Master Your Multi-scale Challenge

Atlas 5 は仕事の負荷を減らします

様々なスケール、形式の画像で試料自体に相関する包括的な環境を構築します。 Atlas 5 はパワフルで直感的なハードウェアとソフトウェアのパッケージで、走査電子顕微鏡の可能性を拡張します。

 

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3DSM

3次元サーフェスモデリング – 3DSM

走査電子顕微鏡があらゆる試料の2次元画像を測定、解析します

3DSMでシステムを拡張し、試料表面を3次元解析します。 コンピュータベースのアプリケーション ZEISS 3DSM は、SEM の AsB-Detector 信号から3次元モデル表面全体の再現をとおして、局所情報をお届けします。

 

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Visualization and Analysis Software

可視化および解析ソフトウェア

ZEISS は Object Research Systems (ORS) の Dragonfly Pro をお奨めします。

X-線、FIBーSEM、SEM、ヘリウムイオン顕微鏡など、様々なテクノロジーで取得された3Dデータのための高度な解析と視覚化を行うソフトウェアです。
Visual SI Advanced の後継となる Dragonfly Pro は高品質の視覚化テクニックと優れたグラフィックを提供します。使い易い Python のスクリプトにより Dragonfly Pro はカスタマイズ可能です。 3Dデータの処理とワークフローをトータルでコントロールできるようになります。

詳しくはこちら

 

Mouse lung tissue, block-face images, acquired with Focal Charge Compensation

Mouse lung tissue, block-face images, acquired with Focal Charge Compensation

Enhance Your GeminiSEM 300 / 450 To Eliminate Charging Effects

Turn your ZEISS GeminiSEM 300 or GeminiSEM 450 into a super-quick high resolution 3D imaging system with 3View® technology from Gatan, Inc. 3View® is an ultramicrotome inside the SEM chamber that lets you acquire high resolution 3D data from resin-embedded cell and tissue samples—in the shortest possible time and the most convenient way. The sample is continuously cut and imaged so you can produce thousands of serial images in a single day. Unique ZEISS Gemini column technology makes the GeminiSEMs ideally suited to support this application. Now you can also enhance your GeminiSEM with Focal Charge Compensation to eliminate charging effects. ZEISS has released this gas injection system in collaboration with the National Center for Microscopy and Imaging. With Focal Charge Compensation, the result is spectacular image quality. When performing 3D nanohistology, electron microscopic investigation of tissue samples such as liver, kidney and lung by block-face imaging is extremely valuable for pathological research. By using Focal Charge Compensation to eliminate charging, these charge-prone tissue samples can be imaged with high resolution and speed in three dimensions.

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Downloads

ZEISS GeminiSEM

Your Field Emission SEMs for the Highest Demands in Imaging and Analytics from Any Sample

ページ: 34
ファイルサイズ: 11.224 kB

ZEISS Integrated Atomic Force Microscope

Your Only True in situ AFM Solution for FE-SEMs and FIB-SEMs

ページ: 17
ファイルサイズ: 6.022 kB

ZEISS Microscopy Solutions for Steel and Other Metals

Multi-modal characterization and advanced analysis options for industry and research

ページ: 22
ファイルサイズ: 12.439 kB

Application Note

Electron Channeling Contrast Imaging Performed by ZEISS GeminiSEM 500

ページ: 7
ファイルサイズ: 3.145 kB

Technical Note: GeminiSEM... The real time 3DSM solution

Extend 3DSM functionality to real time surface reconstruction and metrology in a fast and precise way

ページ: 6
ファイルサイズ: 2.131 kB

Novel Optical Design of Field Emission SEMs

Innovations in Gemini Column, Detection Technology and Variable Pressure Technology

ページ: 8
ファイルサイズ: 1.937 kB

ZEISS Gemini Optics

High Resolution Images On Real World Samples

ページ: 1
ファイルサイズ: 775 kB

Technical Note

High Resolution Imaging of non-conductive Specimen benefits from Local Charge Compensation

ページ: 6
ファイルサイズ: 3.017 kB

Cathodoluminescence of Geological Samples:

Fluorite Veins

ページ: 5
ファイルサイズ: 5.477 kB