近日，牛津仪器发布了Unity探测器，它是一项基于扫描电子显微镜（SEM）的全新成像技术。Unity是同时集成背射电子和X射线（BEX，Backscattered Electron X-ray）传感器的商用成像系统。Unity全新的设计实现了背散射图像与元素面分布图的同步高效采集，为样品导航提供了高分辨率全彩成像技术解决方案。
1. 什么是BEX成像技术
BEX，即背散射电子和X射线成像，是一种全新的SEM成像技术。BEX探测器集成了背散射电子（BSE）和X射线传感器，位于极靴正下方，能够在常规SEM工作条件下实现对样品形貌、晶体取向和化学成分进行同步、快速、高分辨的成像。
BEX成像示意图
BSE探测器的核心结构是位于极靴正下方的p-n半导体，可以有效地采集能量更高的BSE信号。BSE产额随试样的平均原子序数增加而升高，在BSE图像中，越亮的区域意味着更高的原子序数。通过逻辑运算，具有两个或多个分割区域的半导体BSE探测器还可以显示试样表面的起伏信息。
X射线传感器通常是硅漂移探测器（SDD），用于分析特征X射线，其工作原理与EDS相同。软件算法能够自动识别谱图中存在的元素并进行配色，最终输出与BSE信号叠加的彩色图像。
2. Unity系统简介
基于BEX成像技术，牛津仪器推出了集背散射电子和X射线探测器于一体的Unity探测器。Unity完美集成了背散射电子和X射线传感器。Unity BEX探测器前端如下图所示。
Unity的BSE传感器与常规BSE探测器相似，成像区域中更亮的部分意味着密度或平均原子序数更高。与传统成像探头不同，X-ray传感器采集来自样品的特征X射线并转化为成分信息，使得Unity系统可快速生成彩色图片。来自这两个传感器的信号可智能叠加，获得易于解释的样品形貌图。通过瞬时获得样品图像，消除了样品分析过程中的主观臆断和不确定性，使操作人员更有信心的进行样品检索，极大提高分析效率。
3. Unity系统特点
(1) 工作距离灵活
Unity在极靴下工作，X射线传感器的立体角更大，同时保证了在较宽泛的WD范围内元素分析结果的一致性和准确性。
(2) 无阴影无遮挡
Unity的双X射线传感器设计消除了样品表面起伏造成的阴影效应，即使在深槽、断面等难做样品上也可以获得足够信号量。此外，双BSE传感器可用于Z衬度和形貌衬度成像，两种模式一键即可切换。
(3) 成像视野大
Unity探测器前端设计了大尺寸光阑，即使在鱼眼模式下电子束也全无视野遮挡，有利于全景模式成像和高分辨率的分析。
(4) 适配低真空模式
应对导电性差的样品，Unity可一键由高真空切换至低真空工作模式，无惧荷电影响。
(5) BSE传感器性能优异
Unity的BSE传感器采用定制的几何外形和帕尔贴制冷技术，拥有更高的信号量和探测灵敏度。
(6) 全景模式
通过样品导航功能，方便的设定全景采集范围，几分钟内即可对毫米级或厘米级样品进行全景采集，之后基于全景结果，定位任意感兴趣位置进行详细分析，使检测及分析更加有的放矢。
4. BEX精美结果展现
全景模式下，花岗岩样品相分布分析。BEX图像，20kV，2nA，15s
全景模式下，芯片样品的失效分析。BEX图像，20kV，1.5nA，4s
NiAgAl界面研究。10kV，3nA，4s
Unity 探测器已经成功安装于牛津仪器北京演示实验室，并进行线上直播，欢迎各位老师注册参会。
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