Vývoj mikroefúzní cely pro aplikace v elektronovém rastrovacím mikroskopu - Jelínek, Eduard (Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, 2025)
Poptávka po depozičních nástrojích pro in-situ experimenty ve skenovacích elektronových mikroskopech (SEM) neustále roste. Zatímco techniky depozice indukované fokusovaným elektronovým nebo iontovým svazkem jsou v SEM dobře integrovány a nabízejí vysokou přesnost a malou velikost depoziční stopy, nejsou vhodné pro rychlou depozici na větších plochách. Tuto nevýhodu by mohla řešit nedávno navržená technika využívající submilimetrovou křemíkovou efuzní celu umístěnou na optickém vlákně. Ačkoli tento koncept ukázal slibné výsledky, je zapotřebí dalšího vývoje. V této práci demonstrujeme depozici pomocí zlatého evaporantu současně s SEM skenování a analyzujeme vlastnosti nadeponované vrstvy. Tato technika dosáhla depoziční rychlosti 3.75 angstromů za sekundu na ploše s poloměrem 105 mikrometrů. Analýza složení potvrdila přítomnost zlata a křemíku, což znamená depozici zlatokřemíkové slitiny. Výsledky potvrzují schopnost lokalizovaně deponovat kovy uvnitř SEM a zároveň poukazují na klíčové výzvy pro další vývoj. Tato metoda představuje přímé pokračování vývoje depoziční techniky a má potenciál pro rychlou lokalizovanou depozici kovů v SEM.

A demand for deposition tools for in-situ experiments inside scanning electron microscopes (SEMs) is increasing. While focused electron and ion beam-induced deposition techniques are well-integrated into SEMs and offer high precision and small spot sizes, they are not suitable for rapid deposition over larger areas. This limitation could be addressed by a recently proposed technique using a submillimeter silicon effusion cell mounted on an optical fiber. Although the proof-of-concept is promising, further development is required. In this work, we demonstrate in-situ deposition using a gold evaporant and analyze the resulting material properties. The technique achieved a deposition speed of 3.75 angstroms per second over an area with a radius of 105 micrometers. Compositional analysis confirmed the presence of both gold and silicon, indicating the formation of a gold-silicon alloy. These results validate the feasibility of localized in-situ metal deposition inside an SEM and highlight key challenges for future development. This method represents a direct continuation of the deposition technique’s evolution and holds potential for fast, localized metal deposition in SEM environments.
Development of a microeffusion cell for applications in the scanning electron microscope
Keywords: SEM; mikroefúzní cela; efúzní cela; lokalizovaná depozice kovu; vyměnitelný hrot optického vlákna; SEM; microeffusion cell; effusion cell; localized deposition; exchangeable tip for optical fiber