走査透過電子顕微鏡観察（STEM）とは

高分解能観察・高感度分析を行うにあたり、使用する装置のひとつが、STEM（走査透過電子顕微鏡）です。

原理

STEM装置は、サブナノメートルのビーム径に集束した電子線プローブで試料面上を走査させ、試料を透過した電子を検出して像情報を得ます。

明視野STEM像はTEM像と等価なコントラストや格子像が得られ、環状暗視野STEM像は試料の組成情報を反映した像を得ることが可能です。

また、STEMに付属するEDX検出器で電子線照射領域の特性X線を、EELS検出器では非弾性散乱電子のエネルギー損失を測定することができ、原子レベルでの局所的な元素分析も可能です。

• STEM：Scanning Transmission Electron Microscope　走査透過電子顕微鏡
• TEM：Transmission Electron Microscope　透過電子顕微鏡
• EDX：Energy Dispersive X-ray Spectroscopy　エネルギー分散型X線分光法
• EELS：Electron Energy-Loss Spectroscopy　電子エネルギー損失分光法

走査透過電子顕微鏡観察（STEM）の用途

• 原子列の可視化
• 元素分布の観察
• 原子レベルの分解能での組成分析や化学結合状態の評価

観察例

半導体デバイスに多く用いられるSiの＜110＞方向の環状暗視野STEM像では、Si原子列の0.136nm間隔で並ぶダンベル構造が観察できます。サブナノメートルの電子線プローブによって、原子列の可視化が可能です。